РАЗРАБОТКА УСТОЙЧИВЫХ СИСТЕМНЫХ СТРАТЕГИЙ УПРАВЛЕНИЯ ДВУМЯ ВЕКТОРНО-НИКРОТИЧЕСКИМИ ВИРУСАМИ КАРТОФЕЛЯ
НЕТЕХНИЧЕСКОЕ РЕЗЮМЕ: Этот трансдисциплинарный проект CAP затрагивает три законодательно предусмотренные области; исследования в области селекции растений и генетики устойчивости к болезням; усилия по выявлению и устранению угроз, исходящих от вредителей и болезней; и усилия по повышению эффективности и рентабельности производства. Он объединяет исследователей, специалистов по распространению знаний и программы сертификации семян со всей страны для решения наиболее важной проблемы болезней, с которой в настоящее время сталкивается картофельная промышленность – vector переносимые вирусы некроза клубней. Вирус картофельной швабры (PMTV) и некоторые штаммы картофельного вируса Y (PVY) вызывают некроз клубней, что делает урожай непригодным для продажи. В течение последнего десятилетия мы работали под руководством национального консультативного совета, состоящего из ведущих производителей семян, пострадавших производителей продовольственного картофеля и представителей крупных компаний по переработке картофеля, чтобы определить приоритеты нашей исследовательской деятельности. В этом проекте мы: поможем производителям снизить заболеваемость PVY и PMTV в семенном картофеле, разработав высокопроизводительные методы анализа для обнаружения этих вирусов в клубнях; разработать эпидемиологические модели, включающие vector и уровни популяции вируса как исходные данные для моделирования того, когда/где болезнь будет наиболее серьезной и где усилия по контролю наиболее оправданы; проверить генный банк картофеля в США на предмет новых источников устойчивости, а также разработать маркеры для недавно картированных генов устойчивости к PVY и PMTV, чтобы облегчить выведение устойчивых сортов; и проводить экономический и социальный анализ, чтобы помочь промышленности и регулирующим органам во внедрении изменений в методы ведения сельского хозяйства, программы сертификации, а также национальные и государственные правила. Эти мероприятия в совокупности снизят воздействие вирусов некроза клубней до управляемого уровня для всей цепочки поставок картофеля.
цели: Некротические вирусы картофеля являются наиболее серьезной угрозой заболеваний растений для картофельной промышленности США. Картофельный вирус Y (PVY) является основной причиной отторжения семенного картофеля в Северной Америке. Он непостоянно передается тлей. Вирус швабры картофеля (PMTV), который передается почвенным патогенным протистом Spongospora subterranea, распространился как минимум в шести штатах, производящих семенной картофель, и в настоящее время присутствует в 5% семенного картофеля из штата Мэн. Поскольку S. subterranea часто встречается в почвенной смеси на основе торфа, которая используется для производства семенного картофеля раннего поколения, этот патоген получил широкое распространение в Северной Америке. Существующие протоколы сертификации семенного картофеля неэффективны в борьбе с этими заболеваниями, а пестициды неэффективны как для борьбы с вирусами, так и для борьбы с ними. vectorперечислены выше. Мы добились существенного прогресса в оказании помощи отрасли в борьбе с этими патогенами, но необходима дальнейшая работа (см. отчет о ходе работы). Важнейшими потребностями заинтересованных сторон являются устойчивые к вирусам сорта картофеля, недорогие высокопроизводительные испытания клубней на наличие патогенов перед посадкой, методы управления полями для снижения vector население и давление, информация социальных наук для помощи в эффективном внедрении новых технологий, а также распространение знаний для обучения фермеров этим новым методам управления и тестирования. Картофельная промышленность рассматривает некротические картофельные вирусы как основную угрозу производству картофеля в Соединенных Штатах. Долгосрочная цель этого проекта — предоставить фермерам улучшенные стратегии управления и инструменты экономического анализа, которые помогут им в реализации стратегий управления некротическими вирусами, чтобы уменьшить потери от некротических вирусов. Два некротических вируса, рассматриваемые в этом проекте, PVY и PMTV, заражают другие основные сельскохозяйственные культуры и декоративные растения и являются типичными представителями своих родов, поэтому знания, полученные в ходе этой работы, улучшат общие знания в области вирусологии растений, а также помогут в производстве многочисленных специальных культур в США и во всем мире. PMTV распространяется широким кругом хозяев S. subterranea, который также является патогеном и вызывает мучнистую паршу на клубнях картофеля и корневые галлы на корнях многих видов растений. Таким образом, наши конкретные долгосрочные цели проекта заключаются в следующем: пропускная способность обнаружения ПВИ и ПМТВ в спящих клубнях картофеля, их vectors, а в случае PMTV – в почве и почвенной смеси для посадки диагностических лабораторий.vector управление посредством разработки эпидемиологических моделей и основанных на исследованиях рекомендаций по производству картофеля. Разработать молекулярные маркеры генов устойчивости к PVY, PMTV и Ss; клонировать по меньшей мере один ген устойчивости к PVY; и понять влияние вируса на физиологию хранящегося картофеля. Определить экономические или стимулирующие барьеры для эффективного управления болезнями и использовать эту информацию для оказания помощи в принятии промышленностью улучшенных стратегий управления и гармонизированных правил. Информационно-просветительская работа будет осуществляться на уровне региональных и национальных образовательных учреждений для фермеров. встречи, демонстрационные полевые участки, онлайн через веб-сайт проекта, размещенный на сайте Potatoes USA, а также через онлайн-публикации и видеоролики. Большинство наших соруководителей проекта и соруководителей проектов регулярно выступают на отраслевых встречах и будут продолжать распространять знания, полученные в результате этого проекта.
ПОДХОД: Цель 1: Мультиплексные высокопроизводительные анализы для обнаружения вирусов, подходящие для замены теста на выращивание после сбора урожая. Геномный анализ вирусов и vector штаммы. Картофельная промышленность требует новых инструментов для борьбы с почвенными некротическими вирусами, в частности PMTV, в дополнение к более традиционному PVY. Из-за различной биологии PMTV необходимы новые методы тестирования вирусов в спящих клубнях. Это тестирование клубней может также включать PVY, но потребуется большая работа для выбора правильных технологий и форматов обнаружения, адаптации их для крупномасштабного тестирования клубней и разработки соответствующих подходов к отбору проб, чтобы не поставить под угрозу высокое качество семенного картофеля в США. В этом предложении предлагается комплексный подход, включая испытания новых технологий, улучшенные методы отбора проб, статистический анализ данных и знание генетического разнообразия вируса. Цель 2: Эпидемиологические модели вируса vectorс. Разработка моделей прогнозирования некротических вирусов. Будет опробовано несколько новых подходов на фермах, включая использование возрастной устойчивости, покровных культур, растительных масел и инсектицидов, а также защитной мульчи. Они будут оцениваться на предмет их эффективности и стоимости в различных условиях, а те, которые будут выбраны как имеющие превосходные результаты, будут рекомендованы производителям. Будут разработаны эпидемиологические и прогностические модели для прогнозирования риска в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Будут разработаны технологии отслеживания вирусов, которые помогут в разработке эпидемиологической модели. Цель 3: Молекулярные маркеры устойчивости к PMTV и Spongospora subterranea, а также клонированный ген PVY. Разработка репликонов PMTV для более быстрого и точного скрининга линий картофеля на устойчивость к вирусам. Маркеры генов устойчивости к PMTV в настоящее время недоступны. Мы разработаем маркеры, связанные с устойчивостью к ПМТВ, а также к ПМТВ. vector, S. subterranea, с использованием сегрегирующих популяций, созданных в ходе предыдущего проекта SCRI, а также вновь созданных. PMTV очень неравномерно распределяется среди зараженных растений, что затрудняет скрининг населения. Чтобы помочь в разработке маркеров, мы разрабатываем репортерные репликоны для PMTV, которые помогут в разработке маркеров. Этот инструмент также поможет в разработке эпидемиологических моделей этого вируса. Цель 4: Выявление экономических и социальных барьеров на пути внедрения улучшенных методов тестирования и управления. Мы будем активно «продавать» все наши новые инструменты для обнаружения вирусов некроза клубней, новые методы борьбы с вирусами на фермах и новые маркеры, полезные для программ селекции, работающих над устойчивой к вирусам зародышевой плазмой картофеля. Основным показателем успеха предлагаемого проекта станет степень принятия производителями новых инструментов, разработанных исследователями.
