(הערה: זהו הראשון בסדרה בת שני חלקים בתוכנית Vision 2026 שחושבת מחדש על מערכת הסמכת תפוחי האדמה.)
התעקשותו של יועץ גידולים לעזור למגדלי תפוחי אדמה זרעים והאמונה שיש דרך מהירה וטובה יותר לקבל נתוני בריאות זרעים סיפקו רקע מושלם לחוקרים מ-USDA-ARS (איתקה, ניו יורק) ואוניברסיטת קולורדו סטייט (CSU) לתרגם עבודה מבוססת מעבדה בת עשור לשימוש בעולם האמיתי. מעניין שהמאמץ הזה מונע מבעלי עניין התמזג היטב עם חזון 2026 של מועצת תפוחי האדמה הלאומית, קבוצה שהוטלה עליה להכיר ולהשתמש בכלים חדשים הזמינים לייצור תפוחי אדמה באיכות גבוהה יותר כדי לעמוד בדרישות מהצרכנים ככל שהרווחים הולכים ומתמעטים.
מערכת עם היסטוריה בת יותר ממאה שנה
להסמכת תפוחי אדמה לזרע בארה"ב יש היסטוריה של הגנה על בריאות תפוחי האדמה הזרעים מאז 1913. סוכנויות הסמכה וחוקרים קבעו אילו פתוגנים חשובים, פיתחו בדיקות מולקולריות רגישות עבור כמעט כל הפתוגנים המגבילים את ייצור תפוחי האדמה בארה"ב, ופיתחו רמות דגימה וסובלנות מתאימות. למחלות הנישאות בפקעת.
הסמכת תפוחי אדמה זרעונים נוכחית מסתמכת בעיקר על בדיקה חזותית של שדות תפוחי אדמה במהלך עונת הגידול ולאחר מכן גידולים לאחר הקטיף לגילוי וירוסים, כגון PVY. ביחד, 16 תכניות הסמכה של תפוחי אדמה לזרעים ברמת המדינה מעריכות 100,000 דונם בקיץ ומדגימות עוד יותר ממיליון פקעות מאותם שדות מדי שנה כדי להעריך את תקינותם של חלקות זרעים במערכות בדיקות חורף.
צריך להתאים את המצב הקיים
לכן, אם הכל במקום, אפשר לתהות האם יש צורך לבדוק מחדש את השיטות הנוכחיות. ובכן, הסתמכות מתמשכת על תסמינים הניתנים לזיהוי ויזואלית סיפקה סוג של לחץ בחירה עבור זני פתוגנים שאין להם תסמינים שניתן לראות בקלות. בנוסף, תנועה גלובלית של גרמפלזמה אחראית להחדרה ולהפצה של פתוגנים מתעוררים אחרים שהם חדשים או השתנו מאז יישום הסמכת זרעים במקור. מספר פתוגנים חדשים, כגון וירוס מגב תפוחי אדמה ונגיף רעשן טבק שעלולים לגרום לדחיית מעבד עקב פגמים פנימיים, אינם מובנים היטב. פתוגנים חדשים אלה עשויים לבטא תסמיני עלים באופן דיפרנציאלי על בסיס אקלים, זן תפוחי אדמה וקווי רוחב, וחלקם גורמים רק לעתים רחוקות לתסמינים של עלים.
עמידה בזמנים לקבלת החלטות עסקיות קריטיות
והכי חשוב, סוכנויות הסמכה של תפוחי אדמה לזרעים מספקות בדרך כלל תוצאות הסמכה למגדלים ארבעה חודשים לאחר קצירת הפקעות. זה כרוך באיסוף פקעות מדגימות, שבירת תרדמת פקעות כימית, משלוח של כמה אלפי קילוגרמים של פקעות למקומות גידול בחורף, כמו הוואי ופלורידה, דגימת עלים מגפנים, בדיקות ולאחר מכן מתן תוצאות למגדלים. פיגור זמן זה מגביל את יכולתם של מגדל הזרעים וקונה הזרעים לקבל החלטות ניהול עסקיות נכונות כאשר הם ממתינים לתוצאות אישור הזרעים שיחליטו אם ניתן למכור את הזרע כזרע מאושר או לא.
כדי לספק התחייבות לקונה פוטנציאלי של תפוחי אדמה זרעונים, מגדל תפוחי אדמה הזרע צריך להיות מסוגל לקבל תוצאות הסמכה בזמן המוקדם ביותר. אחת הדרכים להתגבר על צוואר בקבוק זה היא להשתמש בבדיקת PCR (בדומה לבדיקת וירוס SARS-CoV-2) על פקעות שזה עתה נקטפו, שיכולות לשפר את זיהוי הפתוגנים תוך מתן תוצאות מזורזות למגדלים.
זה היה הגיוני לדון סקלארצ'יק, שמופקד לחקור את הצרכים העתידיים של התעשיות כיו"ר המתנדבים של יוזמת בריאות תפוחי האדמה הלאומית של המועצה הלאומית לתפוחי אדמה, ועדת חזון 2026. סקלארצ'יק עצמו, חדשן בייצור תפוחי אדמה בתרבית רקמות בשנות ה-1980 בחוות זרעים סקלארצ'יק, מישיגן, הלך על הקו שבין כלכלה של ייצור יעיל לעומת הסיכון/תועלת של שיטות חדשות, והניסיון הזה הפך את דון לבחירה ברורה לתאם קבוצות שמחפשות דרכים חדשות לעשות דברים.
איך הכל התחיל
מה שהתחיל במעבדה של סטיוארט גריי (מדען USDA-ARS בדימוס) כבקשה "למצוא דרך לבדוק פקעות עבור נגיפי תפוחי אדמה ולהיות מסוגלים לבדוק אותן עד שנות ה-10,000" פיתח מאז חיים משלו עם עניין ברחבי מגוון מדינות וסוכנויות הסמכה. בדיקת פקעות בקנה מידה הדרוש לאישור כמות זרעים יכולה להיות מדד לסיבולת אנושית מכיוון שהיא דורשת 400 פקעות שנאספו באופן אקראי כדי לחזות אם רמות המחלה מקובלות בשטח כולו.
אבל איך בודקים פקעות באלפים? המעבדה של גריי התאימה את טכנולוגיית זירת הפשע של המשטרה עם פיתוח של גרסה מותאמת אישית של כרטיסי Whatman FTA הנפוצים בבדיקות אנושיות. שיטה חדשה זו סיפקה דרך בטוחה ואמינה לאיסוף, שינוע ואחסון DNA של תפוחי אדמה בטמפרטורת החדר. גישה זו גם ביטלה את הצורך לשלוח פקעות כבדות מכוסות בעפר למעבדות בדיקה. יתר על כן, הם פיתחו מבחנים מולקולריים לעיבוד בקנה מידה גדול וגילו את סוג הדגימה שיש לקחת מפקעת כדי לקבל סיכויים סטטיסטיים מקובלים כדי לקבוע את מצב הזיהום האמיתי. כעת, לאחר שפותחו השיטות, הצעד ההגיוני הבא היה להכניס את השיטות הללו ליישומים בעולם האמיתי.
ידיים רבות הופכות את העבודה לקלילה
למד על המחקר של גריי, מגדל זרעים מתקדם המעוניין ללמוד עוד על יבול תפוחי האדמה של החווה שלו, חבר עם חוקרי USDA-ARS ו-CSU והציע את החווה, העבודה ויבול הזרעים שלו כאתר ניסיוני לשיתוף פעולה בחווה. באוקטובר 2020, המגדל התחייב לצוות השטח שלו לסורר במשך יומיים של עבודה בתשלום עבור דגימת פקעות - טיפול בפקעות היו אחד החסמים לבדיקות מולקולריות מבוססות מעבדה.
הצוות הוכשר במקום להציב דגימות פקעות על כרטיסי FTA שנשלחו למעבדת USDA-ARS לצורך ניתוח במורד הזרם במקום משלוח פקעות. בתמורה, המגדל קיבל יתרון תחרותי עם תוצאות מוקדמות על חלקות הזרעים שלו בנובמבר בהשוואה לסטנדרט הקיים של תוצאות פברואר מגידולי החורף.
מה נלמד
ביחד, הצוות השיג תובנה חשובה שלפרויקט זה יש כמה רכיבים של "איך לעשות" שיש לטפל בהם לצורך מדרגיות. כאשר התוצאות הוצגו למשתף מגדל הזרעים, התקיים דיון שתמך בצורך במערך נתונים גדול יותר הכולל משתפי פעולה ממדינות שונות ומחלקות זרעים כדי שניתן יהיה להשיג נתונים בעלי ביטחון גבוה יותר. הניסוי חזר על עצמו עם חלקות זרעים שנקטפו בשנת 2021 ומגדלי זרעים נוספים מאיידהו, קולורדו, נברסקה וושינגטון. אותם מגדלים קיבלו כולם את תוצאות בדיקת הזרעים החסויות שלהם עבור PVY, PMTV ו-TRV עד ה-18 בנובמבר השנה, והם ממתינים לתוצאות מבדיקות הגדילה של אותן פקעות לצורך השוואה.
באופק
תוכנית NPC Vision 2026 מבקשת בסופו של דבר לאפשר לתעשיית תפוחי האדמה להשתמש בטכנולוגיית בדיקות התפוקה העדכנית ביותר, חלקן פותחו בגלל נגיף ה-SARS-CoV-2 והגרסאות שלו. חברי Vision 2026 מחפשים באופן פעיל שותפים לעשות זאת. פרויקט מונע זה של מגדלי זרעים לפיתוח מודל חווה ומעבדה לאימוץ של בדיקות תפוחי אדמה זרעי תפוחי אדמה מסחריות עם תפוקה גבוהה, כמו גם זיהוי והפחתת חסמים לאימוץ בקנה מידה רחב יותר של גישה זו הוא אולי מה שה-NPC חזה.
השתתפות צפויה של מגדלי תפוחי אדמה בפרויקט זה, המונעת מהסיכויים להשיג תוצאות מהר יותר מאשר גידולי חורף רגילים צפויה להגביר את קבלת הגישה החדשה הזו על ידי תעשיית תפוחי האדמה בארה"ב. לחלופין, המעבר לאבחון מבוסס תפוקה מולקולרית גבוהה. יחד לספק לתעשיית תפוחי האדמה נתוני בריאות זרעים מהירים ומדויקים יותר, שאמורים לשפר את האיכות העתידית ובתקווה לשפר את אבטחת הסחר המסחרי ביבולים.
עם זאת, אנו ממשיכים בזהירות. גישה זו מונעת על ידי מגדלים של עשור לפיתוח והעלאת שיטה זו לקנה מידה אמורה להגן מפני וויסות יתר ובדיקת יתר של תפוחי אדמה לזרע, וכל זאת תוך מתן גמישות להגיב למחלות מתעוררות.