A review of techniques for detecting Huanglongbing (greening) in citrus

Abstract

Huanglongbing (HLB) is the most destructive disease of citrus worldwide. Monitoring of health and detection of diseases in trees is critical for sustainable agriculture. HLB symptoms are virtually the same wherever the disease occurs. The disease is caused by Candidatus Liberibacter spp., vectored by the psyllids Diaphorina citri Kuwayama and Trioza erytreae. Electron microscopy was the first technique used for HLB detection. Nowadays, scientists are working on the development of new techniques for a rapid HLB detection, as there is no sensor commercially accessible for real-time assessment of health conditions in trees. Currently, the most widely used mechanism for monitoring HLB is exploration, which is an expensive, labor-intensive, and time-consuming process. Molecular techniques such as polymerase chain reaction are used for the identification of HLB disease, which requires detailed sampling and processing procedures. Furthermore, investigations are ongoing in spectroscopic and imaging techniques, profiling of plant volatile organic compounds, and isothermal amplification. This study recognizes the need for developing a rapid, cost-effective, and reliable health-monitoring sensor that would facilitate advancements in HLB disease detection. This paper compares the benefits and limitations of these potential methods for HLB detection.Key words: HLB, detection, trees, monitoring, health.Résumé : La maladie du dragon jaune (MDJ) est la maladie des agrumes la plus destructrice au monde. Pour assurer la durabilité agricole, il est essentiel de contrôler la santé et la présence de maladies chez les arbres. Les symptômes de la MDJ sont pratiquement les mêmes quel que soit le point d'origine de la maladie. Celle-ci est causée par Candidatus Liberibacter spp. et transmise par les psylles Diaphorina citri Kuwayama et Trioza erytreae. La technique de microscopie électronique fut le premier mode de détection de la MDJ. De nos jours, des scientifiques travaillent à l'élaboration de nouvelles techniques de détection de la MDJ puisqu'il n'existe aucun détecteur commercial permettant l'évaluation de l'état de santé des arbres en temps réel. Actuellement, on doit la plupart du temps recourir à l'exploration pour surveiller la MDJ, un processus laborieux, coûteux et pénible. On a recours à des techniques moléculaires comme la réaction de la polymérase en chaîne pour identifier la MDJ, ce qui exige un prélèvement et un traitement minutieux. Par ailleurs, on évalue présentement des techniques de spectroscopie et d'imagerie, le profilage de composés végétaux organiques volatils et l'amplification isothermique. La présente étude met en relief le besoin de mettre au point un dispositif d'analyse de l'état de santé qui serait à la fois rapide, rentable et fiable et qui permettrait de faire progresser la détection de la MDJ. Cet article compare les avantages et les limites de ces méthodes aspirant à la détection de la MDJ. [Traduit par la Rédaction]

Orchard management with small unmanned aerial vehicles: a survey of sensing and analysis approaches

“…So far, the research on early warning monitoring of fruit-tree diseases has not shown an increasing trend, though a few studies have suggested the feasibility of UAVs in detecting biotic diseases in orchards. One reason may be that most fruit-tree diseases are not lethal, while HLB disease has attracted more attention because of its globally lethal effect on citrus crops (Arredondo Valdés et al 2016). The complexity of pathological analysis for disease detection is also an important factor restricting related research.…”

Mass spectrometry imaging as a potential technique for diagnostic of Huanglongbing disease using fast and simple sample preparation

“…Furthermore, the evaluation of HLB disease through C Las detection is negatively affected by its irregular distribution in leaves and by the low concentration of C Las cells during the initial phase of the latent period. In addition, the technique has limitations in differentiating viable and dead bacterial cells from each other, leading to an inaccurate quantification 13 – 15 . Efforts have been made in order to have a successful disease diagnostic through other analytical platforms, such as nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy 16 , 17 , infrared spectroscopy (IV) 18 , capillary electrophoresis with diode array detection (CE-DAD) 19 , differential mobility spectrometry (DMS) 20 , and confocal Raman microscopy 21 .…”

Identificación de tecnologías y métodos para la detección temprana del Huanglongbing (HLB) a través de cienciometría en artículos científicos y patentes

“…Revisiones adelantadas por otros autores como Iikhar, Rauf, Shahzad y Zahid (2016) han identicado soluciones para el control de la enfermedad como técnicas tosanitarias, control sobre las poblaciones de vectores, prácticas culturales, quimioterapia y la propagación de material libre de la enfermad, dejando a un lado las técnicas de detección rápida. Otras revisiones desarrolladas por Valdés et al (2016) se han enfocado en la rapidez de la detección, debido a que el mecanismo más ampliamente usado es la exploración árbol a árbol, que resulta costosa e intensiva en mano de obra, por lo que se destacan las técnicas de reacción en cadena polimerasa y otras técnicas de tratamiento de imágenes. Cabe destacar que en ninguna de estas revisiones se muestra un modelo de revisión estructurada y tratamiento de resultados de bases de datos cientícas o tecnológicas que sustenten sus hallazgos y permitan evidenciar la evolución de esta temática a través del tiempo.…”