Övervakning av växtsjukdomar, upptäckt kan bevara livsmedelssäkerheten.
Växtsjukdomar stannar inte vid en nations gränser och miles av hav hindrar inte heller deras spridning. Det är därför övervakning av växtsjukdomar, förbättrade system för upptäckt av växtsjukdomar och prediktiv modellering av växtsjukdomar – integrerade i global skala – är nödvändiga för att mildra framtida växtsjukdomsutbrott och skydda den globala livsmedelsförsörjningen, enligt ett team av forskare i en ny kommentar publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences.
Tanken är att "upptäcka dessa källor till växtsjukdomsutbrott tidigt och stoppa spridningen innan det blir en pandemi", säger Jean Ristaino, William Neal Reynolds Distinguished Professor of Plant Pathology vid North Carolina State University och tidningens motsvarande författare. När en epidemi väl inträffar är det svårt att kontrollera, sa Ristaino och liknade ansträngningen med den som gjordes för att stoppa spridningen av covid-19.
Även om vissa sjukdomar redan är under någon form av global övervakning – Ristaino nämnde veterost och senbryst, en viktig patogen som påverkar potatis och orsakade den irländska hungersnöden – övervakas inte andra växtsjukdomar rutinmässigt.
"Det finns ett fåtal befintliga övervakningsnätverk, men de måste anslutas och finansieras av mellanstatliga myndigheter och utökas till globala övervakningssystem," sa Ristaino. "Vi kan förbättra sjukdomsövervakningen med hjälp av elektroniska sensorer som kan hjälpa till att snabbt upptäcka och sedan spåra framväxande växtpatogener."
Ristaino sa att ansträngningarna från ett brett spektrum av forskare - så kallad konvergensvetenskap - behövs för att förhindra pandemier av växtsjukdomar. Det betyder att ekonomer, ingenjörer, skördeforskare, specialister på växtsjukdomar, genetiker, geografer, dataanalytiker, statistiker och andra arbetar tillsammans för att skydda grödor, bönderna som odlar grödor och de människor som matas av dessa grödor. GRIP4PSI Plant Science Initiative hjälper till att finansiera ett sådant team i NC State.
För att skydda matgrödor som majs är en global ansträngning att hitta, spåra och modellera växtsjukdomar absolut nödvändigt, enligt forskare. Kredit:NC State University
Forskning pågår för att modellera risken för spridning av växtpatogener och hjälpa till att förutsäga och sedan förhindra utbrott, rapporterar forskarna i tidningen. Modellering och prognostisering av sjukdomsspridning kan hjälpa till att mobilisera begränsningsstrategier mer exakt för att stoppa pandemier.
Globala växtsjukdomsutbrott ökar i frekvens och hotar den globala livsmedelsförsörjningen, säger forskarna. Genomsnittliga förluster för stora livsmedelsgrödor som vete, ris och majs varierade från 21 % till 30 % på grund av växtskadegörare och sjukdomar, enligt en tidning som publicerades 2019. Eller ta fallet med bananer, särskilt Cavendish-sorten, som inte har någon resistens mot en specifik patogen som kallas Fusarium odoratissimum Tropical race 4, som orsakar banansjukan Panama. Den patogenen spreds snabbt från Asien till Afrika, Mellanöstern och nyligen till Sydamerika, där den påverkar Cavendish-bananer – den huvudsakliga banan som odlas i Amerika för export.
Klimatförändringar kommer sannolikt att förvärra dessa utbrott, sa Ristaino. I Afrika, till exempel, påverkar klimatförändringar och torka i Sahara Afrika befolkningen och utbudet av gräshoppor, som ödelägger grödor längre söderut i Afrika söder om Sahara. Klimatdata kan hjälpa till att driva sjukdomsprognoser och spridningsmodeller.
"Frekventare nederbörd kan tillåta luftburna växtpatogener att spridas och svampsporer kan röra sig med orkaner, vilket är hur sojabönorrost kom till Nordamerika från Sydamerika - via stormar," Ristaino, som också leder NC States fakultetskluster om framväxande växtsjukdomar och global matsäkerhet, sade. "Det finns också fall av tidig uppkomst, när patogener dyker upp tidigare under växtsäsongen än vanligt på grund av varmare källor."
Vidare driver livsmedelshandelns globala natur fram vissa pandemier av växtsjukdomar. Uppkomsten av nya skadliga växtpatogener lägger till andra risker för livsmedelsförsörjningen, som redan är ansträngd av växande världsbefolkning.
"Det finns ett behov av att koppla samman mänskliga globala hälsa och växt globala hälsoforskare för att arbeta tillsammans," sa Ristaino. "Livsmedelssäkerhet och försörjning är kopplade till jordbruk och människors hälsa är kopplat till den mat vi konsumerar."
Referens:"The Persistent Threat of Emerging Plant Disease Pandemics to Global Food Security" av Jean B. Ristaino, Pamela Anderson, Dan Bebber, Kate A. Brauman, Nik J. Cunniffe, Nina Fedoroff, Cambria Finegold, Karen A. Garrett, Christopher A. Gilligan, Christopher Jones, Michael Martin, Graham K. MacDonald, Patricia Neenan, Angela Records, David Schmale, Laura Tateosian och Qingshan Wei, 17 maj 2021, Proceedings of the National Academy of Sciences .
DOI:10.1073/pnas.2022239118
