橙汁是许多早餐桌上的主食,但柑橘产品的未来供应受到黄龙病(HLB)(也称为柑橘绿化病)的全球传播的威胁。

了解哪些环境条件适合疾病传播以及这些条件发生的地方对作物管理至关重要。弗吉尼亚理工大学的研究人员与应用生态学杂志的国际研究人员团队发表的一项新研究调查了柑橘绿化传播的热适应性,对监测和预防具有重要意义。

负责引起柑橘绿化的细菌阻止商业上可存活的果实的形成,并且被称为亚洲柑橘木虱的昆虫传播。

近年来,病原体和昆虫载体都在蔓延,这些地区以高柑橘产量而闻名,并威胁着柑橘产业的未来。随着柑橘绿化对全球种植者的威胁日益增加,该行业的未来可能取决于识别不具有高生产崩溃风险的地点。

在英国动植物卫生署(APHA)的雷切尔泰勒的带领下,该研究背后的研究团队创建了一个数学模型,用于计算柑橘绿化传播的适用性如何取决于温度,并绘制了如何将其转化为疾病可能成立。

“我们的适用性图可用于支持基于风险的监测和预防,以确保在最佳位置应用抗击柑橘绿化的资源,”泰勒说。

疾病传播动力学在很大程度上取决于温度,HLB细菌的成功复制和木虱载体的存活。该模型是在实验室条件下收集的数据建立的,直接将环境温度的影响和限制纳入适用性估算。

“虽然这种方法相当简单,但我们已经在其他系统中证明了我们可以做出令人惊讶的准确预测,”共同作者,弗吉尼亚理工大学理学院助理教授Leah Johnson说。

该模型预测宿主植物的成功感染可发生在16℃至33℃之间,峰值透射率约为25℃。利用这种疾病传播温度限制的信息,作者能够制作全球适用性图,显示一年中有多少个月的温度条件会使柑橘树林有感染HLB的风险。也许不出所料,许多几乎全年适合柑橘绿化的地区包括一些受这种疾病影响最严重的柑橘种植区,包括巴西和东南亚。

这项工作为柑橘生产和未来的作物管理提供了重要信息。“将这些模型转化为地图有助于将我们的研究结果传达给柑橘利益相关者,并为思考潜在的气候变化影响创建基线,”佛罗里达大学的共同作者Sadie Ryan说。

该模型确定的适合一年半时间传播的一些地点,如加利福尼亚州和伊比利亚半岛,目前没有柑橘绿化。在这些以高柑橘生产而闻名的地区,通过加强监督和管理来预防疾病媒介的确立可能有助于防止柑橘绿化对其他种植者造成的破坏性影响。

“我们希望这种模式可以成为种植者和政策制定者处理HLB的有用规划工具,”约翰逊说,他也是弗吉尼亚理工大学弗拉林生命科学研究所全球变革中心的附属教员。