Các thử nghiệm được lên kế hoạch cho năm 2022 tại ba địa điểm như một phần của khoản tài trợ Sáng kiến Nghiên cứu Cây trồng Đặc biệt.
Đối với những người trồng khoai tây trên khắp Hoa Kỳ, virus khoai tây Y (PVY) là một vấn đề nghiêm trọng gây ra các triệu chứng trên lá và củ bị hoại tử làm giảm kích thước và năng suất tổng thể ở một loạt các giống khoai tây. Một nghiên cứu của Đại học Idaho ước tính thiệt hại từ PVY đã khiến ngành khoai tây ở bang đó tiêu tốn 34 triệu USD mỗi năm. Nghiên cứu tương tự ước tính giảm 10-50% sản lượng tiềm năng.
Có rất ít lựa chọn để kiểm soát PVY, ngoại trừ việc trồng và duy trì hạt giống sạch bệnh. Trong khi các chủng thay đổi và vectơ vẫn tồn tại, nhà nghiên cứu thực vật Jonathan Whitworth của USDA và Giáo sư và nhà côn trùng học mở rộng Ian MacRae của Đại học Minnesota làm việc để thu thập dữ liệu giúp người trồng khoai tây đưa ra quyết định quản lý sáng suốt.
Nghiên cứu PVY hiện tại được phổ biến trong các ô trình diễn
Trong những năm gần đây, kết quả theo dõi ở các bang miền Tây Hoa Kỳ cho thấy PVYO, chủng loại từng chiếm ưu thế, đã bị thay thế bởi PVYtây bắc. Ở miền đông Canada, chủng vi khuẩn chiếm ưu thế tương tự đã được thay thế bởi PVYNtn.. Tùy thuộc vào giống được trồng, chủng PVY và môi trường, các triệu chứng trên lá có cường độ khác nhau. Whitworth, cộng tác với Stewart Grey hiện đã nghỉ hưu, đã đánh giá tác động của các chủng khác nhau đối với khoảng 62% giống khoai tây được trồng ở Mỹ. Mục đích của họ là xác định loại nào dễ bị nhiễm bệnh nhất và các triệu chứng biểu hiện như thế nào đối với các chủng khác nhau.
Công trình của Whitworth giúp đưa các gen kháng thuốc vào các giống mới và liên quan đến việc tìm cách giữ cho vật liệu nhân giống không bị nhiễm virus và các bệnh khác. Nó cũng liên quan đến việc lấy các dòng nhân giống tiên tiến và đánh giá cách chúng phản ứng với PVY. Sự kháng thuốc của vật chủ mang lại một giải pháp cho người trồng, giúp họ giảm bớt việc sử dụng thuốc trừ sâu và dầu cây trồng, Whitworth nói.
Sử dụng nhiều dòng phân lập từ năm chủng PVY, các nhà nghiên cứu đã lây nhiễm và đánh giá các giống đại diện cho 62% diện tích hạt giống được nộp để chứng nhận vào năm 2019. Năm loại thị trường đã được đại diện và tổng cộng 67 giống khoai tây đã được sử dụng. Dựa trên phân tích xếp hạng lá trực quan, các nhà nghiên cứu nhận thấy các triệu chứng nghiêm trọng nhất có liên quan đến PVYO sự căng thẳng, quá tải. Các triệu chứng nhẹ nhất liên quan đến PVYKHÔNG.
Trong khi các triệu chứng PVY nhẹ là lý tưởng trong sản xuất thương mại, trong sản xuất hạt giống, các triệu chứng nhẹ cho phép tích tụ vi rút trong cây trồng có hạt. Trong ngành công nghiệp hạt giống, phương pháp phổ biến để giảm thiểu vi rút là loại bỏ cây trồng và loại bỏ các lô hạt giống dựa trên các triệu chứng phát hiện bằng mắt thường. Trong những năm gần đây, các cơ quan chứng nhận đã dựa trên tỷ lệ phần trăm vi rút trên các mẫu lá thử nghiệm ELISA hơn là kiểm tra trực quan. Điều này đã giúp cải thiện tình hình chung.
Một số giống, bao gồm Eva, Ciklamen và Payette Russet, cho thấy khả năng kháng PVY cực cao do sự hiện diện của gen kháng thuốc. Whitworth và nhóm của ông đã không phát hiện thấy vi rút ở bất kỳ cây nào được cấy với bất kỳ chủng vi rút phân lập nào.
Các giống như Russet Norkotah và Silverton Russet, có các triệu chứng PVY nhẹ hoặc thoáng qua và đã góp phần làm tăng mức độ PVY trong cây trồng lấy hạt.
Whitworth cho biết việc nghiên cứu và lập danh mục các triệu chứng của các chủng khác nhau trên các giống khác nhau cung cấp kiến thức ra quyết định quan trọng cho người trồng. Biết được các triệu chứng ở các giống khác nhau giúp họ xác định hành động cần thực hiện. Biết được hành động cần thực hiện có thể đặc biệt khó khăn khi các chủng vi khuẩn mới phát triển và thay đổi.
Vào năm 2016, những người trồng trọt ở Washington đã được mời đến xem các lô trình diễn của PVY trưng bày 42 giống khác nhau. Vào năm 2018, 20 giống đã được trưng bày tại các khu đất ở Washington, Wisconsin và Maine. Năm đó, có năm giống phổ biến được sử dụng trên tất cả các ô trình diễn. 15 người còn lại dành riêng cho khu vực đó.
Whitworth nói: “Trong những thử nghiệm này, những gì chúng tôi đã làm là có bốn hàng cho mỗi loại. “Một hàng khỏe mạnh, một hàng nhiễm PVYO, một với PVYKHÔNGvà một với PVYNtn.. Nó cung cấp cho người trồng cơ hội đến xem và xem thực vật trông như thế nào khi bị nhiễm các chủng PVY khác nhau và so sánh chúng trực tiếp với một cây khỏe mạnh. "
Các thử nghiệm tương tự được lên kế hoạch cho năm 2022 ở ba địa điểm như một phần của khoản tài trợ Sáng kiến Nghiên cứu Cây trồng Đặc biệt. Làm như vậy tạo cơ hội tuyệt vời cho các nhà nghiên cứu phổ biến nghiên cứu PVY mới nhất. Nó cũng cho phép họ chỉ cho người trồng trực tiếp cách họ có thể kiểm soát và hạn chế PVY tại địa điểm của họ.
Giám sát chuyến bay vector cung cấp hệ thống cảnh báo sớm
Trong 10 năm qua, Ian MacRae và các đồng nghiệp của ông tại Đại học Minnesota đã theo dõi các chuyến bay bằng véc tơ. Tùy theo năm, họ có bất cứ nơi nào giữa 17 và 21 bẫy thiết lập trên khắp trung tâm Minnesota tất cả các cách vào North Dakota, bao gồm khoảng 400 dặm trong tổng số.
MacRae cho biết: “Nó bao gồm hầu hết việc sản xuất hạt giống đang diễn ra giữa North Dakota và Minnesota.
Dự án là kết quả của nhu cầu của người trồng; những người hợp tác trồng trọt, những người tổ chức bẫy do trường đại học cung cấp hàng tuần trong các mẫu thử. Các mẫu được phân loại và xác định trong phòng thí nghiệm của MacRae.
MacRae và phòng thí nghiệm của ông đã thu thập dữ liệu có giá trị trong 10 năm, xem xét các chuyến bay theo mùa và kết quả là họ có ý tưởng hay khi nào họ sẽ bắt đầu thấy áp suất vectơ.
MacRae cho biết: “Tất cả các khu vực riêng lẻ, động lực của họ đều khác nhau một chút, và do đó, điều này mang lại cho họ một công cụ để thử và bắt đầu suy nghĩ về cách họ sẽ thực hiện quản lý PVY của mình,” MacRae nói.
LIÊN QUAN: Nghiên cứu cho thấy các chủng PVY khác nhau ảnh hưởng đến các giống khác nhau như thế nào
Không phải tất cả rệp được tạo ra như nhau. Và trong khi một số loài có thể có mặt trong bẫy, chúng không phải tất cả đều hiệu quả như vector PVY. Myzus persicae, hoặc rệp đào xanh, là hiệu quả nhất. Rệp đậu tương chỉ có hiệu quả bằng một phần mười so với rệp đào xanh. Đánh giá rủi ro hiện có thể được thực hiện dựa trên các loài hiện có cũng như số lượng.