(توجه: این اولین سری از یک سری دو قسمتی در برنامه Vision 2026 برای بازنگری در سیستم صدور گواهینامه سیب زمینی بذر است.)
پشتکار یک مشاور زراعی برای کمک به پرورش دهندگان سیب زمینی بذر و اعتقاد به اینکه راه سریعتر و بهتری برای به دست آوردن اطلاعات سلامت بذر وجود دارد، زمینه مناسبی را برای محققان USDA-ARS (ایتاکا، نیویورک) و دانشگاه ایالتی کلرادو (CSU) فراهم کرد تا یک دهه کار مبتنی بر آزمایشگاه در استفاده در دنیای واقعی. جالب اینجاست که این تلاش ذینفعان به خوبی با چشم انداز 2026 شورای ملی سیب زمینی ادغام شد، گروهی که وظیفه داشت ابزارهای جدید موجود برای تولید سیب زمینی با کیفیت بالاتر را بشناسد و از آن استفاده کند تا با کاهش حاشیه ها، نیازهای مصرف کنندگان را برآورده کند.
سیستمی با بیش از یک قرن تاریخ
گواهینامه سیب زمینی بذر در ایالات متحده از سال 1913 سابقه حفاظت از سلامت بذر سیب زمینی را دارد. آژانس های صدور گواهینامه و محققان تعیین کرده اند که کدام پاتوژن ها مهم هستند، آزمایش های مولکولی حساسی را برای تقریباً همه پاتوژن هایی که تولید بذر سیب زمینی ایالات متحده را محدود می کنند، توسعه داده اند، و نمونه برداری و سطوح تحمل مناسب را توسعه داده اند. برای بیماری های منتقله از غده
گواهینامه فعلی بذر سیب زمینی عمدتاً به بازرسی بصری مزارع سیب زمینی در طول فصل رشد و به دنبال آن مراحل رشد پس از برداشت برای شناسایی ویروس هایی مانند PVY متکی است. در مجموع، 16 برنامه صدور گواهینامه سیب زمینی بذر در سطح ایالتی 100,000 هکتار را در تابستان ارزیابی می کنند و سالانه بیش از یک میلیون غده از این مزارع را برای ارزیابی سلامت بذر در سیستم های آزمایش زمستانه نمونه برداری می کنند.
نیاز به تنظیم وضعیت موجود
بنابراین، اگر همه چیز در جای خود باشد، ممکن است این سوال پیش بیاید که آیا نیازی به بازنگری روش های فعلی وجود دارد یا خیر. خوب، اتکای مداوم به علائم بصری قابل شناسایی، نوعی فشار انتخاب را برای سویههای پاتوژن که فاقد علائم به راحتی قابل مشاهده هستند، فراهم کرده است. علاوه بر این، حرکت جهانی ژرم پلاسم مسئول معرفی و انتشار سایر پاتوژن های نوظهور است که از زمان اجرای گواهینامه بذر جدید یا تغییر کرده اند. چندین پاتوژن جدید، مانند ویروس سیب زمینی و ویروس جغجغه تنباکو که می توانند باعث رد شدن پردازنده از نقص های داخلی شوند، به خوبی شناخته نشده اند. این پاتوژن های جدید ممکن است علائم برگی را بر اساس آب و هوا، رقم سیب زمینی و عرض جغرافیایی متفاوت بیان کنند و برخی به ندرت باعث ایجاد علائم برگی شوند.
به موقع بودن برای تصمیم گیری های مهم تجاری
مهمتر از همه، آژانس های صدور گواهینامه سیب زمینی بذر معمولاً چهار ماه پس از برداشت غده ها، نتایج گواهی را به پرورش دهندگان ارائه می دهند. این شامل جمع آوری غده های نمونه، شکستن خواب غده از نظر شیمیایی، ارسال چندین هزار پوند غده به مکان هایی مانند هاوایی و فلوریدا برای رشد زمستانه، نمونه برداری از برگ های انگور، آزمایش و سپس ارائه نتایج به پرورش دهندگان است. این تأخیر زمانی توانایی پرورشدهنده سیبزمینی بذر و خریدار بذر را برای تصمیمگیری صحیح در مدیریت کسبوکار محدود میکند، زیرا منتظر نتایج گواهی بذر هستند که تصمیم میگیرد آیا بذر میتواند بهعنوان بذر تایید شده فروخته شود یا خیر.
برای ارائه تعهد به خریدار احتمالی سیبزمینی بذر، پرورشدهنده سیبزمینی بذر باید بتواند نتایج گواهی را در اولین زمان ممکن دریافت کند. یکی از راههای غلبه بر این تنگنا، استفاده از آزمایش PCR (مشابه آزمایش ویروس SARS-CoV-2) روی غدههای تازه برداشت شده است که میتواند تشخیص بیماریزا را بهبود بخشد و نتایج سریعتری را برای پرورش دهندگان فراهم کند.
این موضوع برای Don Sklarczyk که وظیفه بررسی نیازهای آینده صنایع را به عنوان رئیس داوطلب کمیته ابتکار شورای ملی سیب زمینی بذر چشم انداز 2026 بر عهده دارد، منطقی بود. خود Sklarczyk، یک مبتکر در تولید سیب زمینی کشت بافت در دهه 1980 در مزرعه بذر Sklarczyk، میشیگان، خط بین اقتصاد تولید کارآمد در مقابل ریسک/منفعت روشهای جدید را طی کرده است و این تجربه، دان را به انتخابی آشکار برای هماهنگ کردن گروههای جوینده تبدیل کرده است. راه های جدید برای انجام کارها
چگونه همه شروع شد
چیزی که در آزمایشگاه استوارت گری (دانشمند بازنشسته USDA-ARS) به عنوان درخواستی برای «پیدا کردن راهی برای آزمایش غدهها برای ویروسهای سیبزمینی و قادر به آزمایش آنها تا دهه 10,000» آغاز شد، از آن زمان زندگی خود را با علاقه در سراسر جهان ایجاد کرد. انواع ایالت ها و آژانس های صدور گواهینامه آزمایش غده در مقیاس مورد نیاز برای تأیید تعداد بذر می تواند معیاری برای استقامت انسان باشد زیرا به 400 غده جمع آوری شده به طور تصادفی برای پیش بینی اینکه آیا سطح بیماری در کل مزرعه قابل قبول است نیاز دارد.
اما چگونه می توان غده ها را هزاران نفر آزمایش کرد؟ آزمایشگاه گری فناوری صحنه جرم پلیس را با توسعه نسخه سفارشی کارت های واتمن FTA که در آزمایشات انسانی رایج است، اقتباس کرد. این روش جدید روشی مطمئن و قابل اعتماد برای جمع آوری، حمل و نقل و ذخیره DNA سیب زمینی در دمای اتاق ارائه می کند. این رویکرد همچنین نیاز به حمل غدههای سنگین پوشیده از خاک را به آزمایشگاههای آزمایش از بین برد. علاوه بر این، آنها سنجشهای مولکولی را برای پردازش در مقیاس بزرگ توسعه دادند و نوع نمونهای را که باید از غده گرفته شود تا شانس آماری قابل قبولی برای تعیین وضعیت عفونت واقعی داشته باشد، کشف کردند. اکنون که روش ها توسعه یافته اند، گام منطقی بعدی قرار دادن این روش ها در برنامه های کاربردی دنیای واقعی بود.
بسیاری از دست ها کار را سبک می کنند
با یادگیری در مورد تحقیقات گری، یک تولید کننده بذر مترقی که علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد محصول سیب زمینی بذر مزرعه خود بود، با محققان USDA-ARS و CSU همکاری کرد و مزرعه، نیروی کار و محصول بذر خود را به عنوان یک سایت آزمایشی برای همکاری در مزرعه ارائه داد. در اکتبر 2020، پرورشدهنده خدمه مزرعهکشی خود را برای دو روز کار دستمزدی برای نمونهبرداری غده متعهد کرد - جابجایی غدهها یکی از موانع آزمایشهای مولکولی مبتنی بر آزمایشگاه است.
خدمه در محل آموزش دیدند تا نمونههای غده را بر روی کارتهای FTA قرار دهند که بهجای غدههای حملونقل به آزمایشگاه USDA-ARS برای تجزیه و تحلیل پاییندستی فرستاده شد. در مقابل، پرورشدهنده مزیت رقابتی با نتایج اولیه در مورد بذرهای خود در نوامبر در مقایسه با استاندارد موجود در نتایج فوریه از رشد زمستانه دریافت کرد.
آنچه آموخته شد
در مجموع، تیم بینش ارزشمندی به دست آورد که این پروژه دارای اجزای "چگونه" است که باید برای مقیاس پذیری مورد توجه قرار گیرند. هنگامی که نتایج به همکار تولیدکننده بذر ارائه شد، بحثی وجود داشت که نیاز به مجموعه داده بزرگتری شامل همکارانی از ایالات مختلف و تعداد زیادی بذر را پشتیبانی میکرد تا بتوان دادههایی با اطمینان بالاتر به دست آورد. این آزمایش با 2021 تعداد بذر برداشت شده و تولیدکنندگان بذر اضافی از آیداهو، کلرادو، نبراسکا و واشنگتن تکرار شده است. همه آن پرورش دهندگان تا 18 نوامبر سال جاری نتایج آزمایش بذر محرمانه خود را برای PVY، PMTV و TRV دریافت کرده بودند و منتظر نتایج آزمایش های رشد آن غده ها برای مقایسه هستند.
در افق
برنامه NPC Vision 2026 در نهایت به دنبال این است که به صنعت سیب زمینی اجازه دهد از جدیدترین فناوری آزمایش با توان بالا استفاده کند، برخی از آنها به دلیل ویروس SARS-CoV-2 و انواع آن توسعه یافته اند. اعضای Vision 2026 فعالانه به دنبال شرکای برای انجام این کار هستند. این پروژه تحت هدایت پرورش دهندگان بذر برای توسعه یک مدل مزرعه و آزمایشگاه برای پذیرش آزمایش تجاری سیب زمینی بذر مبتنی بر PCR با توان بالا و همچنین شناسایی و کاهش موانع برای پذیرش در مقیاس وسیع تر از این رویکرد، شاید همان چیزی باشد که NPC پیش بینی کرده است.
انتظار میرود مشارکت پیشبینیشده پرورشدهنده سیبزمینی بذر در این پروژه ناشی از چشمانداز دستیابی به نتایج سریعتر از رشد زمستانی معمولی، پذیرش این رویکرد جدید توسط صنعت سیبزمینی در ایالات متحده را افزایش دهد. به طور جمعی دادههای سلامت بذر سریعتر و دقیقتر را به صنعت سیبزمینی ارائه میکنند، که باید کیفیت آینده را بهبود بخشد و امیدواریم امنیت تجارت محصولات کشاورزی را بهبود بخشد.
با این حال، ما با احتیاط پیش می رویم. این رویکرد توسعهدهنده یک دهه برای توسعه و ارتقای این روش باید در برابر نظارت بیش از حد و آزمایش بیش از حد سیبزمینیهای بذر محافظت کند، و در عین حال انعطافپذیری برای پاسخ به بیماریهای نوظهور را ممکن میسازد.