Förhindra spridningen av växtpandemier.
Växtsjukdomar stannar inte vid nationella gränser och miles av hav hindrar inte heller deras spridning. Det är därför som övervakning av växtsjukdomar, förbättrade detektionssystem och global prediktiv sjukdomsmodellering är nödvändiga för att mildra framtida sjukdomsutbrott och skydda den globala livsmedelsförsörjningen, enligt ett team av forskare i en ny kommentar publicerad i Proceedings of the National Academy of Vetenskaper .
Tanken är att "upptäcka dessa källor till växtsjukdomsutbrott tidigt och stoppa spridningen innan det blir en pandemi", säger huvudförfattaren Jean Ristaino, William Neal Reynolds Distinguished Professor of Plant Pathology vid North Carolina State University. När en epidemi väl inträffar är den svår att kontrollera, säger Ristaino och liknar ansträngningen med den som gjordes för att stoppa spridningen av covid-19.
"Vi har sett hur viktigt informationsdelning, dataanalys och modellering har varit för att svara på covid-19-pandemin. Dessa typer av verktyg kan också utnyttjas för att hjälpa till att bygga motståndskraft mot framtida växtsjukdomsutbrott – från att identifiera risker i globala nätverk för handel med grödor till lokal övervakning av medborgarvetenskap”, säger medförfattaren Graham MacDonald, biträdande professor vid institutionen för geografi vid McGill University .
Medan vissa sjukdomar redan är under någon sorts global övervakning – som veterost och senpest, en viktig patogen som påverkar potatis och orsakade den irländska svälten – övervakas inte andra växtsjukdomar rutinmässigt.
"Det finns några befintliga övervakningsnätverk, men de måste anslutas och finansieras av mellanstatliga myndigheter och utökas till globala övervakningssystem", säger Ristaino. "Vi kan förbättra sjukdomsövervakningen med hjälp av elektroniska sensorer som kan hjälpa till att snabbt upptäcka och sedan spåra framväxande växtpatogener."
Samarbete för att skydda grödor
Forskarna säger att ansträngningarna från ett brett spektrum av forskare – så kallad konvergensvetenskap – behövs för att förhindra pandemier av växtsjukdomar. Det innebär att ekonomer, ingenjörer, växtforskare, specialister på växtsjukdomar, genetiker, geografer, dataanalytiker, statistiker och andra arbetar tillsammans för att skydda grödor, bönderna som odlar grödor och människor som matas av dessa grödor.
Forskning pågår för att modellera risken för spridning av växtpatogener och hjälpa till att förutsäga och sedan förhindra utbrott, rapporterar de i tidningen. Modellering och prognostisering av sjukdomsspridning kan hjälpa till att mobilisera begränsningsstrategier mer exakt för att stoppa pandemier.
Utbrott av växtsjukdomar ökar
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 procent till 30 procent på grund av växtskadegörare och sjukdomar, enligt en tidning som publicerades 2019.
Ta fallet med bananer, särskilt Cavendish-sorten, som inte har någon resistens mot en specifik patogen som kallas Fusarium odoratissimum Tropisk ras 4, som orsakar Panamasjukan. Den patogenen spreds snabbt från Asien till Afrika, Mellanöstern och nyligen till Sydamerika, där den påverkar huvudtypen av bananer som odlas i Amerika för export.
Klimatförändringar förvärrar utbrott
Klimatförändringar kommer sannolikt att förvärra dessa utbrott, säger forskarna. 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.
"Tätare nederbörd kan tillåta luftburna växtpatogener att spridas och svampsporer kan röra sig med orkaner, vilket är hur sojabönorst kom till Nordamerika från Sydamerika - via stormar", säger Ristaino, som också leder North Carolina State's fakultetkluster på framväxande växter sjukdomar och global livsmedelssäkerhet. "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 vissa pandemier av växtsjukdomar. Uppkomsten av nya skadliga växtpatogener lägger till andra risker för livsmedelsförsörjningen, som redan är ansträngd av den växande globala efterfrågan på mat.
”Globaliseringen innebär att jordbruk och livsmedelsförsörjning i allt högre grad är sammankopplade över nationsgränserna. Att analysera dessa nätverk för handel med grödor i kombination med större informationsutbyte mellan länder kan hjälpa till att lokalisera risker från skadedjur eller sjukdomar”, säger MacDonald.
Forskarna säger att det finns ett behov av att koppla samman människors globala hälsa och växternas globala hälsoforskare för att arbeta tillsammans. Livsmedelssäkerhet och försörjning är kopplade till jordbruk och människors hälsa är kopplat till den mat vi konsumerar.
Referens:"The persistent hot of emerging plant disease pandemics to global food security" av Jean B. Ristaino, Pamela K. Anderson, Daniel P. Bebber, Kate A. Brauman, Nik J. Cunniffe, Nina V. Fedoroff, Cambria Finegold, Karen A. Garrett, Christopher A. Gilligan, Christopher M. Jones, Michael D. Martin, Graham K. MacDonald, Patricia Neenan, Angela Records, David G. Schmale, Laura Tateosian och Qingshan Wei, 21 maj 2021, Proceedings av National Academy of Sciences .
DOI:10.1073/pnas.2022239118
