ملخص غير فني: يعالج مشروع CAP متعدد التخصصات ثلاثة مجالات مفوضة تشريعيًا؛ البحوث في مجال تربية النباتات وعلم الوراثة لمقاومة الأمراض؛ الجهود المبذولة لتحديد ومعالجة التهديدات الناجمة عن الآفات والأمراض؛ والجهود المبذولة لتحسين كفاءة الإنتاج والربحية. فهو يجمع بين الباحثين ومتخصصي الإرشاد وبرامج شهادات البذور من جميع أنحاء البلاد لمعالجة مشكلة الأمراض الأكثر أهمية التي تواجهها صناعة البطاطس حاليًا - vector تحمل فيروسات الدرنات النخرية. يؤدي فيروس ممسحة البطاطس (PMTV) وبعض سلالات فيروس البطاطس Y (PVY) إلى نخر الدرنات، مما يجعل المحصول غير قابل للتسويق. على مدى العقد الماضي، عملنا بتوجيه من مجلس استشاري وطني، يتألف من كبار مزارعي البذور، ومزارعي البطاطس المتأثرين، وممثلي شركات تصنيع البطاطس الكبيرة لتحديد أولويات أنشطتنا البحثية. في هذا المشروع سنقوم بما يلي: مساعدة المزارعين على تقليل حدوث PVY وPMTV في بذور البطاطس من خلال تطوير فحوصات عالية الإنتاجية للكشف عن هذه الفيروسات في الدرنات؛ تطوير النماذج الوبائية التي تشمل vector ومستويات تعداد الفيروسات كمدخلات لنموذج متى/أين سيكون المرض أكثر خطورة، وأين تكون جهود المكافحة مبررة للغاية؛ فحص بنك الجينات للبطاطس في الولايات المتحدة بحثًا عن مصادر جديدة للمقاومة، فضلاً عن تطوير علامات لجينات مقاومة PVY وPMTV التي تم رسم خرائطها مؤخرًا لتسهيل تربية الأصناف المقاومة؛ وإجراء تحليلات اقتصادية واجتماعية لمساعدة الصناعة والهيئات التنظيمية في تنفيذ التغييرات في الممارسات الزراعية وبرامج إصدار الشهادات واللوائح الوطنية ولوائح الولاية. وستعمل هذه الأنشطة بشكل جماعي على تقليل تأثيرات فيروسات نخر الدرنات إلى مستويات يمكن التحكم فيها على مستوى سلسلة توريد البطاطس بأكملها.
الأهداف: تمثل فيروسات البطاطس النخرية أهم تهديد للأمراض النباتية بالنسبة لصناعة البطاطس في الولايات المتحدة. يعد فيروس البطاطس Y (PVY) هو السبب الأول لرفض بذور البطاطس في أمريكا الشمالية، وينتقل بشكل غير مستمر عن طريق حشرة المن. انتشر فيروس ممسحة البطاطس (PMTV)، الذي ينتقل عن طريق الطلائعيات المسببة للأمراض التي تنتقل عن طريق التربة Spongospora subterranea، إلى ست ولايات منتجة لبذور البطاطس على الأقل، وهو موجود حاليًا في 5٪ من بذور البطاطس في ولاية ماين. نظرًا لأن S. subterranea شائع في خليط الأصيص المعتمد على الخث، والذي يستخدم لإنتاج بذور البطاطس للجيل المبكر، فقد أصبح هذا العامل الممرض منتشرًا على نطاق واسع في أمريكا الشمالية. البروتوكولات الحالية لإصدار شهادات اعتماد بذور البطاطس غير فعالة في إدارة هذه الأمراض، في حين أن المبيدات الحشرية غير فعالة في إدارة كل من الفيروسات والفيروسات vectorالمذكورة أعلاه. لقد أحرزنا تقدمًا كبيرًا في مساعدة الصناعة على إدارة مسببات الأمراض هذه، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من العمل (انظر التقرير المرحلي). وتتمثل احتياجات أصحاب المصلحة الحاسمة في أصناف البطاطس المقاومة للفيروسات، وإجراء اختبارات غير مكلفة عالية الإنتاجية للدرنات بحثًا عن مسببات الأمراض قبل الزراعة، وطرق الإدارة الميدانية للحد من vector السكان والضغط، ومعلومات العلوم الاجتماعية للمساعدة في التنفيذ الفعال للتكنولوجيات الجديدة، والإرشاد لتعليم المزارعين حول طرق الإدارة والاختبار الجديدة هذه. وترى صناعة البطاطس أن فيروسات البطاطس النخرية هي التهديد الرئيسي لإنتاج البطاطس في الولايات المتحدة. الهدف طويل المدى لهذا المشروع هو تزويد المزارعين باستراتيجيات إدارة محسنة وأدوات تحليل اقتصادي لإرشادهم في تنفيذ استراتيجيات إدارة الفيروسات النخرية من أجل تقليل الخسائر الناجمة عن الفيروسات النخرية. يصيب الفيروسان الميتان في هذا المشروع، PVY وPMTV، المحاصيل الرئيسية ونباتات الزينة الأخرى وهما أعضاء النوع في أجناسهما، لذا فإن المعرفة المكتسبة من خلال هذا العمل ستعمل على تحسين المعرفة العامة بعلم الفيروسات النباتية بالإضافة إلى إنتاج العديد من المحاصيل المتخصصة في الولايات المتحدة وفي جميع أنحاء العالم. ينتشر PMTV عن طريق نطاق مضيف واسع النطاق S. subterranea، وهو أيضًا أحد مسببات الأمراض، والذي يسبب جربًا مسحوقيًا على درنات البطاطس وكرات الجذور على جذور العديد من أنواع النباتات. لذلك، تتمثل أهداف مشروعنا المحددة طويلة المدى في: الكشف عن إنتاجية PVY و PMTV في درنات البطاطس الخاملة vectors، وبالنسبة لـ PMTV، في مزيج التربة والأصيص، لزراعة مختبرات التشخيص. لتحسين مكافحة الفيروساتvector الإدارة من خلال تطوير النماذج الوبائية ومن خلال التوصيات القائمة على الأبحاث لإنتاج البطاطس. تطوير علامات جزيئية لجينات المقاومة ضد PVY وPMTV وSs؛ استنساخ جين واحد على الأقل لمقاومة PVY؛ وفهم تأثيرات الفيروس على فسيولوجيا البطاطس المخزنة. لتحديد العوائق الاقتصادية أو الحافزة أمام الإدارة الفعالة للأمراض واستخدام هذه المعلومات للمساعدة في اعتماد الصناعة لاستراتيجيات الإدارة المحسنة واللوائح المنسقة. وسيتم التوعية على مستوى تثقيف المزارعين الإقليمي والوطني اجتماعات ومخططات ميدانية توضيحية عبر الإنترنت من خلال موقع المشروع الذي تستضيفه شركة Potatoes USA، ومن خلال المنشورات ومقاطع الفيديو الإرشادية عبر الإنترنت. غالبية المديرين التنفيذيين المشاركين في مشروعنا والمديرين التنفيذيين المشاركين هم متحدثون منتظمون في اجتماعات الصناعة وسيستمرون في توفير التواصل للمعرفة الناتجة عن هذا المشروع.
مقاربة: الهدف 1: فحوصات الكشف عن الفيروسات عالية الإنتاجية المتعددة مناسبة لاستبدال اختبار النمو بعد الحصاد. التحليل الجينومي للفيروسات و vector سلالات. تتطلب صناعة البطاطس أدوات جديدة لإدارة الفيروسات النخرية التي تنتقل عن طريق التربة، ولا سيما فيروس PMTV، بالإضافة إلى فيروس PVY الأكثر تقليدية. ونظرًا لاختلاف بيولوجيا PMTV، هناك حاجة إلى طرق جديدة لاختبار الفيروسات في الدرنات الخاملة. قد يشمل اختبار الدرنات هذا أيضًا PVY، ولكن ستكون هناك حاجة إلى الكثير من العمل لاختيار تقنيات وأشكال الكشف المناسبة، وتكييفها لاختبار الدرنات على نطاق واسع، وتطوير أساليب أخذ العينات المناسبة حتى لا يتم المساس بالجودة العالية لبذور البطاطس في الولايات المتحدة. يُقترح في هذا الاقتراح نهج معقد، بما في ذلك تجارب التقنيات الجديدة، وطرق أخذ العينات المحسنة، والتحليل الإحصائي للبيانات، ومعرفة التنوع الجيني للفيروس. الهدف 2: نماذج وبائيات الفيروس vectorس. تطوير نماذج التنبؤ للفيروسات النخرية. وسيتم اختبار العديد من الأساليب الجديدة على مستوى المزرعة، بما في ذلك استخدام المقاومة المرتبطة بالعمر، ومحاصيل التغطية، وزيوت المحاصيل والمبيدات الحشرية، والمهاد الوقائي. وسيتم تقييم هذه المنتجات من حيث فعاليتها وتكلفتها في بيئات مختلفة، وتلك التي تم اختيارها على أنها حققت نتائج متفوقة موصى بها للمنتجين. وسيتم تطوير نماذج علم الأوبئة والتنبؤ للتنبؤ بالمخاطر على المدى القصير إلى المتوسط. سيتم تطوير تقنيات تتبع الفيروسات للمساعدة في تطوير النموذج الوبائي. الهدف 3: العلامات الجزيئية لـ PMTV ومقاومة Spongospora subterranea وجين PVY المستنسخ. تطوير نسخ طبق الأصل من PMTV لفحص خطوط البطاطس بشكل أسرع وأكثر دقة لمقاومة الفيروسات. علامات جينات مقاومة PMTV غير متوفرة حاليًا. سوف نقوم بتطوير علامات مرتبطة بمقاومة PMTV، وكذلك PMTV vector، S. subterranea، باستخدام المجموعات السكانية المنفصلة التي تم تطويرها خلال مشروع SCRI السابق وأيضًا تلك التي تم إنشاؤها حديثًا. يتم توزيع PMTV بشكل غير متساو للغاية في النباتات المصابة، مما يجعل فحص السكان أمرًا صعبًا. للمساعدة في تطوير العلامات، نقوم بتطوير نسخ متماثلة لمراسل PMTV للمساعدة في تطوير العلامات. وستساعد هذه الأداة أيضًا في تطوير النماذج الوبائية لهذا الفيروس. الهدف 4: تحديد العوائق الاقتصادية والاجتماعية التي تحول دون اعتماد أساليب الاختبار والإدارة المحسنة. وسنعمل بقوة على "تسويق" جميع أدواتنا الجديدة للكشف عن فيروسات الدرنات النخرية، وطرق جديدة لإدارة الفيروسات في المزرعة، وعلامات جديدة مفيدة لبرامج التربية التي تعمل على الأصول الوراثية للبطاطس المقاومة للفيروسات. سيكون المقياس الرئيسي لنجاح هذا المشروع المقترح هو درجة اعتماد المزارعين للأدوات الجديدة التي طورها الباحثون.
