(NOTA: esta é a primeira dunha serie de dúas partes sobre o programa Vision 2026 para repensar o sistema de certificación de pataca de semente).
A persistencia dun consultor de cultivos para axudar aos cultivadores de patacas de semente e a crenza de que había un xeito máis rápido e mellor de obter datos de saúde das sementes proporcionou un contexto perfecto para que os investigadores do USDA-ARS (Ithaca, Nova York) e da Universidade Estatal de Colorado (CSU) traducisen un traballo de laboratorio durante unha década para o uso do mundo real. Curiosamente, este esforzo impulsado polas partes interesadas fusionouse ben coa Visión 2026 do National Potato Council, un grupo encargado de recoñecer e utilizar novas ferramentas dispoñibles para producir patacas de maior calidade para satisfacer as demandas dos consumidores a medida que as marxes se axustan.
Un sistema con máis dun século de historia
A certificación de pataca de semente en EE. UU. ten unha historia de protección da saúde da pataca de semente desde 1913. As axencias de certificación e os investigadores determinaron que patóxenos son importantes, desenvolveron probas moleculares sensibles para case todos os patóxenos que limitan a produción de pataca de semente de EE. UU. e desenvolveron niveis de mostraxe e tolerancia adecuados. para enfermidades transmitidas por tubérculos.
A certificación actual de pataca de semente depende principalmente da inspección visual dos campos de pataca durante a tempada de crecemento, seguida de cultivos posteriores á colleita para detectar virus, como PVY. En conxunto, os 16 programas de certificación de patacas de semente a nivel estatal avalían 100,000 hectáreas no verán e mostran máis dun millón de tubérculos deses campos ao ano para avaliar a saúde dos lotes de sementes nos sistemas de proba de inverno.
É necesario axustar o status quo
Entón, se todo está no seu lugar, pódese preguntar se hai que revisar os métodos actuais. Ben, a confianza continua en síntomas identificables visualmente proporcionou unha forma de presión de selección para cepas de patóxenos que carecen de síntomas facilmente observables. Ademais, o movemento global de xermoplasma é responsable da introdución e difusión doutros patóxenos emerxentes que son novos ou modificados desde que se implantou orixinalmente a certificación de sementes. Varios novos patóxenos, como o virus da fregona da pataca e o virus do cascabel do tabaco que poden causar o rexeitamento do procesador por defectos internos, son pouco entendidos. Estes novos patóxenos poden expresar síntomas foliares de forma diferenciada segundo o clima, o cultivar de pataca e a latitude e algúns raramente causan síntomas foliares.
Puntualidade para tomar decisións empresariais críticas
O máis importante é que as axencias de certificación de patacas de semente adoitan ofrecer resultados de certificación aos produtores catro meses despois da colleita dos tubérculos. Isto implica recoller tubérculos de mostra, romper quimicamente a latencia dos tubérculos, enviar varios miles de libras de tubérculos a lugares de cultivo de inverno como Hawai e Florida, tomar mostras de follas de vides, probar e despois proporcionar resultados aos produtores. Este desfase limita a capacidade do produtor de patacas de semente e do comprador de sementes para tomar decisións de xestión empresarial sólida mentres esperan os resultados da certificación de sementes que decidan se a semente pode venderse como semente certificada ou non.
Para comprometerse a un posible comprador de patacas de semente, o produtor de patacas de semente debería poder obter os resultados da certificación o máis pronto posible. Unha forma de superar este pescozo de botella é utilizar probas de PCR (similar á proba do virus SARS-CoV-2) en tubérculos recén colleitados que poden mellorar a detección de patóxenos ao tempo que proporcionan resultados acelerados aos produtores.
Isto tivo sentido para Don Sklarczyk, que ten a tarefa de investigar as necesidades futuras da industria como presidente voluntario do Comité Vision 2026 da iniciativa de saúde da pataca de semente do Consello Nacional da Pataca. O propio Sklarczyk, un innovador na produción de patacas de cultivo de tecidos na década de 1980 na Sklarczyk Seed Farm, Michigan, percorreu a liña entre a economía dunha produción eficiente fronte ao risco/beneficio dos novos métodos e esta experiencia fixo de Don unha opción obvia para coordinar os grupos que buscan. novas formas de facer as cousas.
Como comezou todo
O que comezou no laboratorio de Stewart Gray (científico xubilado do USDA-ARS) como unha solicitude para "buscar unha forma de probar os virus da pataca en tubérculos e poder probalos na década dos 10,000", desenvolveu desde entón unha vida propia con interese en todo o mundo. unha variedade de estados e axencias de certificación. As probas de tubérculos na escala necesaria para certificar un lote de sementes poden ser unha medida da resistencia humana porque requiren 400 tubérculos recollidos aleatoriamente para predecir se os niveis de enfermidade son aceptables en todo o campo.
Pero como probas tubérculos por milleiros? O laboratorio de Gray adaptou a tecnoloxía da escena do crime policial co desenvolvemento dunha versión personalizada das tarxetas Whatman FTA que son habituais nas probas humanas. Este novo método proporcionou un xeito seguro e fiable de recoller, transportar e almacenar o ADN da pataca a temperatura ambiente. Este enfoque tamén eliminou a necesidade de enviar tubérculos pesados cubertos de sucidade aos laboratorios de probas. Ademais, desenvolveron ensaios moleculares para o procesamento a gran escala e descubriron o tipo de mostra que se debe tomar dun tubérculo para ter probabilidades estatísticas aceptables para determinar o verdadeiro estado da infección. Agora que se desenvolveron os métodos, o seguinte paso lóxico era poñer estes métodos en aplicacións do mundo real.
Moitas mans fan o traballo lixeiro
Coñecendo a investigación de Gray, un produtor de sementes progresivo interesado en coñecer máis sobre a colleita de patacas de semente da súa granxa traballou en equipo con investigadores do USDA-ARS e CSU e ofreceu a súa granxa, a súa man de obra e a súa colleita de sementes como un sitio experimental para a colaboración na granxa. En outubro de 2020, o produtor comprometeu á súa tripulación de campo durante dous días de traballo remunerado para a toma de mostras de tubérculos, sendo a manipulación dos tubérculos unha das barreiras para as probas moleculares en laboratorio.
A tripulación foi adestrada no lugar para colocar mostras de tubérculos en tarxetas FTA que foron enviadas a un laboratorio USDA-ARS para a súa análise en lugar de enviar tubérculos. A cambio, o produtor recibiu unha vantaxe competitiva cos primeiros resultados sobre os seus lotes de semente en novembro en comparación cos resultados estándar existentes de febreiro dos cultivos de inverno.
O que se aprendeu
En conxunto, o equipo obtivo unha valiosa información de que este proxecto ten algúns compoñentes de "como" que deben abordarse para a escalabilidade. Cando se presentaron os resultados ao cooperador do produtor de sementes, houbo unha discusión que apoiou a necesidade dun conxunto de datos máis amplo que implicase a cooperadores de diferentes estados e lotes de sementes para que se puidesen obter datos con maior confianza. O experimento repetiuse con lotes de sementes collidas en 2021 e produtores de sementes adicionais de Idaho, Colorado, Nebraska e Washington. Todos eses produtores recibiran os seus propios resultados confidenciais das probas de sementes para PVY, PMTV e TRV ata o 18 de novembro deste ano e están á espera dos resultados das probas de crecemento deses tubérculos para comparalos.
No horizonte
O programa NPC Vision 2026 pretende, en última instancia, permitir que a industria da pataca utilice a última tecnoloxía de probas de alto rendemento, algunhas desenvolvidas por mor do virus SARS-CoV-2 e as súas variantes. Os membros de Vision 2026 buscan activamente socios para facelo. Este proxecto impulsado por un produtor de sementes para desenvolver un modelo de granxa e laboratorio para a adopción de probas comerciais de patacas de semente baseadas en PCR de alto rendemento, así como identificar e mitigar as barreiras para a adopción a maior escala deste enfoque é quizais o que imaxinaba o NPC.
Espérase que a participación anticipada dos produtores de pataca de semente neste proxecto, impulsada polas perspectivas de obter resultados máis rápido que os cultivos convencionais de inverno, impulse a aceptación deste novo enfoque por parte da industria da pataca en EE. proporcionar colectivamente á industria da pataca datos de saúde das sementes máis rápidos e precisos, o que debería mellorar a calidade futura e, con sorte, mellorar a seguridade do comercio de cultivos comerciais.
Non obstante, seguimos con precaución. Este enfoque impulsado polos produtores durante unha década para desenvolver e levar este método a escala debería protexerse contra a regulación excesiva e as probas excesivas das patacas de semente, ao tempo que permite flexibilidade para responder ás enfermidades emerxentes.