Переосмислення сертифікації насіннєвої картоплі Vision 2026: рух до системи, орієнтованої на виробників

(ПРИМІТКА. Це перша серія з двох частин програми Vision 2026, яка переосмислена систему сертифікації насіннєвої картоплі.)

Наполегливість консультанта по культурі допомагати виробникам насіннєвої картоплі та переконання, що існує швидший і кращий спосіб отримати дані про здоров’я насіння, стали ідеальним фоном для дослідників з USDA-ARS (Ітака, Нью-Йорк) та Університету штату Колорадо (CSU) для перекладу десятирічна лабораторна робота в реальне використання. Цікаво, що ці зусилля зацікавлених сторін добре поєдналися з баченням Національної ради з картоплі до 2026 року, групою, якій було поставлено завдання визнати та використовувати нові інструменти, доступні для виробництва картоплі вищої якості, щоб задовольнити запити споживачів, оскільки маржа стає все меншою.  

Система з більш ніж столітньою історією 

Сертифікація насіннєвої картоплі в США має історію захисту здоров’я насіннєвої картоплі з 1913 року. Сертифікаційні агентства та дослідники визначили, які патогени є важливими, розробили чутливі молекулярні тести для майже всіх патогенів, які обмежують виробництво насіннєвої картоплі в США, і розробили відповідні зразки та рівні толерантності. для хвороб, що передаються бульбами. 

Поточна сертифікація насіннєвої картоплі в основному базується на візуальному огляді картопляних полів протягом вегетаційного періоду, а потім на післязбиральному вирощуванні для виявлення вірусів, таких як PVYРазом 16 програм сертифікації насіннєвої картоплі на рівні штату оцінюють 100 000 акрів влітку та щорічно відбирають зразки понад мільйона бульб з цих полів для оцінки стану партій насіння в зимових системах тестування.

Потрібно скорегувати статус-кво 

Отже, якщо все на місці, можна задатися питанням, чи є необхідність переглядати поточні методи. Що ж, постійна опора на візуально ідентифіковані симптоми забезпечила форму тиску селекції для штамів патогенів, які не мають легко помітних симптомів. Крім того, глобальний рух зародкової плазми відповідає за впровадження та поширення інших нових патогенів, які є новими або змінені з моменту первинної сертифікації насіння. Кілька нових патогенів, таких як вірус картопляної швабри та вірус тютюнового брязкальця, які можуть викликати відторгнення процесора через внутрішні дефекти, недостатньо вивчені. Ці нові патогени можуть проявляти листкові симптоми по-різному залежно від клімату, сорту картоплі та широти, а деякі рідко викликають будь-які симптоми листя. 

Своєчасність прийняття критичних бізнес-рішень 

Найважливішим є те, що органи з сертифікації насіннєвої картоплі зазвичай надають результати сертифікації виробникам через чотири місяці після збирання бульб. Це включає в себе збір зразків бульб, хімічне порушення режиму спокою бульб, доставку кількох тисяч фунтів бульб на зимові місця вирощування, такі як Гаваї та Флорида, відбір проб листя з лози, тестування та надання результатів виробникам. Ця затримка в часі обмежує здатність виробників насіннєвої картоплі та покупців насіння приймати обґрунтовані рішення з управління бізнесом, оскільки вони чекають результатів сертифікації насіння, які вирішують, чи можна насіння продавати як сертифіковане насіння чи ні.  

Щоб забезпечити прихильність потенційному покупцю насіннєвої картоплі, виробник насіннєвої картоплі повинен мати можливість отримати результати сертифікації якомога раніше. Один із способів подолати це вузьке місце — використовувати ПЛР-тестування (подібне до тесту на вірус SARS-CoV-2) на нещодавно зібраних бульбах, які можуть покращити виявлення патогенів, забезпечуючи прискорені результати для виробників. 

Це мало сенс для Дона Склярчика, якому доручено досліджувати майбутні потреби галузей volunteer голова Комітету з бачення 2026 Національної ради з картоплі. Сам Скларчик, який у 1980-х роках був новатором у виробництві картоплі з тканинної культури на Sklarczyk Seed Farm, штат Мічиган, пройшов межу між економікою ефективного виробництва та ризиком/вигодою нових методів, і цей досвід зробив Дона очевидним вибором для координації груп, які шукають нові способи робити речі.

Як все починалося 

Те, що почалося в лабораторії Стюарта Грея (відставного вченого USDA-ARS) як прохання «знайти спосіб перевірити бульби на наявність вірусів картоплі та мати можливість перевірити їх до 10,000 400 років», з тих пір створило власне життя з інтересом у всьому різноманітні штати та сертифікаційні агенції. Тестування бульб у масштабі, необхідному для сертифікації партії насіння, може бути мірилом витривалості людини, оскільки для того, щоб передбачити, чи є рівні захворювання прийнятними на всьому полі, потрібні XNUMX випадково зібраних бульб. 

Але як перевірити бульби тисячами? Лабораторія Грея адаптувала технологію поліції місця злочину з розробкою спеціальної версії карток Whatman FTA, які є поширеними в тестуванні на людях. Цей новий метод забезпечив безпечний і надійний спосіб збору, транспортування та зберігання ДНК картоплі при кімнатній температурі. Такий підхід також усунув необхідність транспортування важких бульб, покритих брудом, до випробувальних лабораторій. Крім того, вони розробили молекулярні аналізи для великомасштабної обробки та визначили тип зразка, який необхідно взяти з бульби, щоб мати прийнятні статистичні шанси для визначення справжнього статусу інфекції. Тепер, коли методи були розроблені, наступним логічним кроком було впровадження цих методів у реальні додатки. 

Багато рук полегшують роботу 

Дізнавшись про дослідження Грея, прогресивний виробник насіння, зацікавлений дізнатися більше про врожай насіннєвої картоплі на своїй фермі, об’єднався з дослідниками USDA-ARS і CSU і запропонував свою ферму, робочу силу та насіннєву культуру як експериментальний майданчик для співпраці на фермі. У жовтні 2020 року виробник доручив своїй польовій бригаді шахрайства дводенну оплачувану роботу для відбору проб бульб — поводження з бульбами було однією з перешкод для лабораторного молекулярного тестування. 

Екіпаж пройшов навчання на місці розміщення зразків бульб на картках FTA, які були відправлені в лабораторію USDA-ARS для подальшого аналізу замість транспортування бульб. Натомість виробник отримав конкурентну перевагу з ранніми результатами щодо своїх розсаджень у листопаді порівняно з існуючим стандартом лютневих результатів озимих вирощування. 

Чого навчилися

Разом команда отримала цінне розуміння того, що цей проект має деякі практичні рекомендації, які необхідно врахувати для масштабованості. Коли результати були представлені кооператору-виробнику насіння, відбулося обговорення, яке підтвердило необхідність більшого набору даних за участю кооператорів з різних штатів та партій насіння, щоб можна було отримати дані з більшою достовірністю. Експеримент було повторено з партіями насіння, зібраними у 2021 році, та додатковими виробниками насіння з Айдахо, Колорадо, Небраски та Вашингтона. Усі ці виробники отримали власні конфіденційні результати тестування насіння. PVY, PMTV та TRV до 18 листопада цього року та очікують на результати тестів вирощування цих бульб для порівняння.

На горизонті 

Програма NPC Vision 2026 має на меті дозволити картопляній промисловості використовувати найновішу технологію високопродуктивного тестування, деякі з яких були розроблені через вірус SARS-CoV-2 та його варіанти. Учасники програми Vision 2026 активно шукають партнерів для цього. Цей проект, керований виробником насіння, з метою розробки моделі ферми та лабораторії для впровадження комерційного високопродуктивного тестування насіннєвої картоплі на основі ПЛР, а також виявлення та пом’якшення перешкод для більш широкого впровадження цього підходу, можливо, є те, що передбачав NPC. 

Очікується, що участь виробників насіннєвої картоплі в цьому проекті, зумовлена ​​перспективою отримання результатів швидше, ніж звичайне зимове вирощування, підвищить сприйняття цього нового підходу картопляною промисловістю в США. Крім того, перехід до високопродуктивної молекулярної діагностики дозволить спільно надавати картопляній промисловості швидші та точніші дані про здоров’я насіння, що має покращити майбутню якість та, сподіваємося, покращити безпеку торгівлі комерційними культурами. 

Проте ми продовжуємо діяти обережно. Цей десятирічний підхід, керований виробниками, до розробки та впровадження цього методу в масштаби має захищати від надмірного регулювання та надмірного тестування насіннєвої картоплі, водночас забезпечуючи гнучкість у реагуванні на нові хвороби.

/насіння