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评估全球作物风险:作物景观如何影响疾病

译者: 5,2020年,当它涉及到管理,从病原体粮食作物风险,景观连接可能只是为关键的疾病传播的是网络贸易路线和气候变化。

评估全球作物风险:作物景观如何影响疾病

这木薯叶节目木薯褐条病的症状。在mkuranga拍摄的图像,沿海省,坦桑尼亚由詹姆斯·莱格。其他所有人物礼貌的作者。 

谁评估风险粮食作物人在他们的工具箱中的一个新工具:全球地图显示凡五种粮食作物面对新出现的疾病或害虫可以很容易地蔓延的威胁。

在一个 发表在生命科学的新研究 7月29日,UF植物病理学卡伦·加勒特的杰出教授和一队审查当前疾病和马铃薯,木薯,红薯,山药,香蕉/芭蕉有害生物风险的国际研究人员。他们还提出了一个新的模型,从病原菌和害虫的风险评估,以这些作物监测和缓解全球和优先重点领域。

作物病原体的风险评估一般评估因素,如气候,天气和贸易路线。但栖息地连接起的全球作用往往被忽视农业。

“它使逻辑意义上,那里有更多的作物,有更多的风险。很多人认为这一点,”加勒特说,谁与用友公司持有未平仓 食品和农业科学研究所, 农业和生命科学学院中,UF /的IFA 美国可持续发展粮食系统 和新兴病原体提起。 “但我们展示的是这里面还有更多的风险在那里栖息的桥梁连接农田。这些桥可以更容易为病原体移动。”

就像野生动物通道链接栖息于不同的物种,连农田也让病菌和害虫蔓延。

UF科学家邢燕如,前UF博士后科学家约翰·埃尔南德斯nopsa是共同第一作者谁实施了农田连接分析。加勒特是该研究的资深作者,都兴和nopsa是现任和前任成员,分别是她的实验室。 

加勒特和她的团队使用称为网络分析,评估农田区之间连接的方法。这种方法是在人们的社交网络,行为互动和公众健康的研究较为普遍,但加勒特正在帮助把方法的好处植物病理学研究。她和她的同事们用它来评估如何侵入 通过土豆病原体传播红薯种子贸易路线, 学习 在木瓜果园viromes主机和病原体之间的相互作用, 并 评估候选人生物防治社区.

“网络分析的概念还不是每个人的工具箱作物病原体管理的标准组成部分,”加勒特说。 “但在这项研究中,我们做的人谁正在考虑如何管理风险的病原体对这些五种作物广义的地图。即使他们不打算开发自己的精心设计的新车型,他们可以在哪些位置很可能是为监督重点使用这些地图到零“。

这个怎么运作

他们的模型代表种植作物的区域作为一个网格“像素”,然后评估因素,如每个像素是如何密植,如何紧密相连像素是彼此,如果一个像素已被行进通过到达其他像素,如果它形成连接像素的桥梁。想想看这样的分析描述农田面积为要么汇或病原体,地方病原体达到一个死胡同来源,或启动板。

该模型还包含用于不同作物病原体和害虫,如它们是多么容易分散更长的距离,来估计如何病原体可能连接的农田网络内扩散特性。

Cropl和 connectivity index cartoon

研究小组随后用网络分析的方法来评价其像素“节点”被链接到其他节点,多么的强大每个节点的连接和别人比较。例如,表示充当连接桥与其它像素与被较少密植一个节点比较具有较高的风险指数密植像素的一个节点,不桥接至其它种植面积,并且不需要经常通过旅行去其他区域同样的作物。 

通过评估这些不同的因素,球队则想出了一个农田连通风险指数,或中棉所,表示给定区域的风险。较高的中棉所价值相当于用于疾病的新的入侵风险较高的水平。或者,如果疾病已经存在,但尚未普遍,那么高度连接的区域更容易成为与病原体饱和。

有用作物管理

在过去,人们的注意力往往集中在当病原体在一个特定的地方出现,但不付给由病原体成为普遍的过程。球队的模特表演为农田连接高研究总院值是如何成为可用于确保粮食安全的疾病的饱和度信息的危险因素。

“这是第一次有人已申请了分析这样为这五个粮食安全作物的全球作物系统,”加勒特说。 “这个想法是给管理者和谁在保护这些农作物额外的工具,他们可以使用监控,以便更好地分配资源,有眼的人。”

而以前的一些车型已经使用网络分析,以评估在有限的地理区域单一作物或病原体,这是基于对农田的连接作用到整个地球,以评估多种病原体和农作物的新方法。加勒特的的目标之一是使农田的连通性分析风险评估的标准组件,是直接使用。

球队的风险图可以与其他风险地图相结合是看单一因素,如气候,天气或贸易路线。

“有可能是应用的频谱。在一端,我想人们可能会炸毁地图农田连通的为自己的国家,然后考虑哪些方面需要特别关注的风险管理使用它作为一个因素,”加勒特说。 “在光谱的另一端,有人可以养活我们的地图到他们的GIS系统正式与他们在聚焦于其他风险,如基础的气候风险将它们结合起来。”

映射风险区域重点领域

新研究提供了他们的模型是如何产生的风险分析预览映射的重点风险领域的精确定位。探索下面的地图,那很可能是对的病原体和害虫的蔓延对每个主食作物的重要高度连接的地理区域摘要。

Global Cropl和 Connectivity Index risk - maps

  • 香蕉/芭蕉: 坦桑尼亚中部,中北和南部乌干达和NW,卢旺达,布隆迪,哥伦比亚,厄瓜多尔和海地的部分。 (全球最高中棉在乌干达,卢旺达和坦桑尼亚边境地区发现的。)
  • 木薯:尼日利亚南部,中南部加纳,布隆迪西部,北部和南部的巴西西南部巴拉圭,和阿根廷东北部
  • 土豆:中北欧洲,包括北部和中部乌克兰,波兰中部,中部和南部白俄罗斯和俄罗斯西南部
  • 芋头:尼日利亚中南部,贝宁,多哥,加纳和科特迪瓦,在加勒比海地区包括海地位置沿
  • 甘薯: 中央中国,加勒比(海地和多米尼加共和国),乌干达中部,中国中部(这方面全球排名最高的风险)

加勒特指出,这项工作将是不可能没有一个国际公认的团队,其中包括在研究的针对性作物和病原体的全球专家的帮助。国际农业研究组织CGIAR还提供资金和支持,部分 在根,块茎和香蕉CGIAR研究项目一样,比尔和梅琳达·盖茨基金会。


创作者学分

写 delene beel和

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阅读卡伦Garrett的外延 简介.

读生物科学文章, 全球农田连接:新兴病原体和害虫入侵和饱和的危险因素.