Gli agronomi che operano in ambito pataticolo utilizzano sempre più spesso gli smartphone come veri e propri laboratori da campo, combinando enzimi CRISPR per riconoscere il DNA, amplificazione isoterma per copiarlo rapidamente e lettura ottica dei risultati. Queste piattaforme, già collaudate per la peronospora tardiva, vengono ora adattate per la peronospora precoce (Alternaria solani), una malattia che riduce le rese e fa aumentare i costi dei trattamenti.
La peronospora precoce si manifesta in genere con piccole lesioni scure sulle foglie inferiori, ma la diagnosi visiva può essere incerta e portare a inutili applicazioni di agrofarmaci. Un test molecolare rapido, effettuato sul campo, consentirebbe una tempistica di trattamento più precisa.
Un flusso di lavoro pratico integra l'amplificazione della polimerasi ricombinasi (RPA) con un sistema CRISPR/Cas12a e le letture da smartphone. L'RPA amplifica i frammenti di DNA in circa 20 minuti a 37-42°C. Il sistema Cas12a, guidato dalle sequenze di RNA, facilita la scissione collaterale che produce un segnale fluorescente o colorimetrico. Le letture vengono effettuate utilizzando dispositivi ottici che si agganciano allo smartphone o semplici app di colorimetria. I metodi di preparazione del campione includono tamponi semplificati, strisce di carta (paper dipsticks) e microaghi che estraggono il DNA direttamente dai tessuti fogliari in meno di un minuto.
Studi recenti ne hanno confermato la fattibilità. Nel 2025, un sistema RPA-CRISPR-Cas12a integrato su smartphone ha rilevato la Phytophthora infestans (peronospora) entro 60-90 minuti e a concentrazioni di circa 2 pg/µL, prima della comparsa di sintomi visibili. Un altro studio ha convalidato il rilevamento di specie di Alternaria nel grano tramite RPA–CRISPR, confermandone la specificità. Piattaforme di colorimetria basate su smartphone, come RAVI-CRISPR e l'app MagicEye, hanno inoltre dimostrato prestazioni affidabili in condizioni di campo.
Un flusso di lavoro pronto per il campo per la peronospora precoce prevede il campionamento con microaghi, 20 minuti di amplificazione RPA, 10-20 minuti di rilevamento CRISPR e analisi tramite app per smartphone. Le decisioni potrebbero essere prese in meno di 90 minuti, consentendo di ritardare o anticipare le applicazioni di agrofarmaci, in base alla presenza confermata di Alternaria solani.
Le prestazioni analitiche dipendono dalla progettazione sequenza di RNA guida, per evitare reazioni crociate con Alternaria alternata e altri patogeni fogliari. Specificità, resistenza agli inibitori presenti nei tessuti della patata e controllo delle contaminazioni restano considerazioni pratiche. Per ridurre la variabilità, sono in fase di sviluppo reagenti stabili a temperatura ambiente, reagenti in provetta sigillata e ottiche standardizzate per telefoni cellulari.
Rispetto allo scouting e all'imaging iperspettrale, la diagnostica CRISPR rileva direttamente il DNA del patogeno, fornendo una conferma piuttosto che segnali di stress indiretti. Anche se la PCR rimane lo standard di laboratorio, CRISPR offre un'opzione portatile e specifica per sequenza con tempi di risposta più rapidi rispetto ai test LAMP.
Le sfide di implementazione includono i costi, che rimangono superiori a quelli dei test LAMP, e la necessità di dati di convalida prima che i trasformatori e gli acquirenti adottino i risultati nei protocolli della catena di fornitura. Tuttavia, i kit multiplex potrebbero estendere la diagnostica ai patogeni della peronospora, del marciume nero del colletto e del marciume molle, trasformando una singola piattaforma smartphone in un vero e proprio laboratorio da campo.
I ricercatori sottolineano che la pressione climatica e l'incertezza del mercato stanno accelerando l'adozione di diagnosi di precisione. Si prevede che i test CRISPR su smartphone per la peronospora precoce passeranno dai prototipi sperimentali ai kit pratici da campo entro i prossimi uno o due anni.
Fonte: Potato News Today
