Simple Tools for Rapid Diagnostics and Decision Making

Abstract

Acute decision making requires accurate information to mitigate risk in producing and storing a potato crop. Unfortunately, sometimes those decisions need to be made rapidly to ensure crop yield and quality. Simple tools, which require little to no user’s expertise or elaborate equipment for rapid data collection, may be crucial in developing a prompt response. Determining the causal disease of a plant or tuber symptom, if transport conditions altered tuber processing quality, or where the greatest bruise impacts occurred in the harvest operation, are just three examples where a prompt response utilizing scientific information can impact quality and value. Validation of decision making tools as a reliable resource requires verifying the accuracy, dependability and consistency of the technology or methodology. Using potatoes as a test model, we assessed multiple pathogen diagnostic test kits for diseases, such as Potato virus Y, and compared results to traditional diagnostic methods. Results indicated kits were reliable, easy to use, and sufficiently accurate. Some limitations were observed but those did not restrict the value of the test. Another project objective was to correlate values from diabetic glucose meters to standard laboratory methods for quantifying potato tuber glucose concentrations. These hand-held meters with disposable test strips proved to be reliable in classifying relative levels of glucose in raw tubers, but initial validation and correlation of equipment and values were necessary. Additional examples of decision support tools to support immediate information collection include use of infrared guns and cameras for determining tuber pulp temperatures, mobile applications and calculators for evapotranspiration, irrigation and dew point, and use of hot boxes and impact recording devices for bruise management. These simple tools provide instant or rapid information, but need to be validated and their constraints understood for proper use within context of the intended technology and situation.

Resumen

La toma de decisiones acertadas requiere de información precisa para mitigar el riesgo en la producción y almacenamiento de un cultivo de papa. Desafortunadamente, en algunas ocasiones esas decisiones necesitan tomarse rápidamente para asegurar la calidad y el rendimiento del cultivo. Herramientas simples, que requieren de poca o nula experiencia del usuario, o equipo complicado para la colección rápida de datos, pudieran ser cruciales en el desarrollo de una respuesta inmediata. La determinación de la enfermedad causal del síntoma de una planta o tubérculo, si las condiciones de transporte alteraron la calidad de procesamiento del tubérculo, o dónde se presentaron los mayores impactos mecánicos en la operación de la cosecha, son solo tres ejemplos donde una respuesta inmediata, utilizando información científica puede impactar en la calidad y el valor. La validación de las herramientas para tomar decisiones como un recurso confiable requiere de la verificación de la precisión, confiabilidad y consistencia de la tecnología de la metodología. Usando la papa como un modelo de prueba, analizamos múltiples juegos de diagnostico de patógenos para enfermedades, tales como el virus Y de la papa, y comparamos los resultados con los métodos tradicionales de diagnóstico. Los resultados indicaron que los juegos fueron confiables, fáciles de usar y suficientemente precisos. Se observaron algunas limitaciones pero no restringieron el valor de la prueba. Otro objetivo del proyecto fue correlacionar los valores de las mediciones de la glucosa diabética con los métodos estándar de laboratorio para la cuantificación de las concentraciones de glucosa del tubérculo. Estas mediciones manuales con tiras de prueba desechables probaron ser confiables en la clasificación de los niveles relativos de glucosa en tubérculos crudos, pero fueron necesarias validaciones iniciales y la correlación del equipo y los valores. Ejemplos adicionales de herramientas de respaldo para las decisiones para apoyar la colección de información inmediata incluye el uso de pistolas infrarrojas y cámaras para determinar temperaturas de la pulpa del tubérculo, aplicaciones portátiles y calculadoras para la evapotranspiración, riego y punto de rocío, y el uso de cajas calientes y de dispositivos de registro de impacto para el manejo de daño mecánico. Estas herramientas simples proporcionan información instantánea o rápida, pero necesitan validarse y que se entiendan sus limitaciones para el uso apropiado dentro del contexto de la tecnología pretendida y su situación.

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Fig. 2
Fig. 3

References

  1. Coleman, W.K., G.C.C. Tai, S. Clayton, M. Howie, and A. Pereira. 1993. A portable monitor for the rapid assessment of processing quality of stored potato tubers. American Potato Journal 70: 909–923.

    Article  Google Scholar 

  2. Ellis, M.A., and S.A. Miller. 1993. Using a Phytophthora-specific immunoassay kit to diagnose raspberry Phytophthora root rot. Hortscience 28 (6): 642–644.

  3. Funke, C.N., O.V. Nikolaeva, K.J. Green, L.T. Tran, M. Chikh-Ali, A. Quintero-Ferrer, R.A. Cating, K.E. Frost, P.B. Hamm, N. Olsen, M.J. Pavek, S.M. Gray, J.M. Crosslin, and A.V. Karasev. 2017. Strain-specific resistance to Potato virus Y(PVY) in potato and its effect on the relative abundance of PVY strains in commercial potato fields. Plant Disease 101: 20–28.

    Article  Google Scholar 

  4. Helgerud, T., S.H. Knutsen, N.K. Afseth, K.F. Stene, E.O. Rukke, and S. Ballance. 2016. Evaluation of hand-held instruments for representative determination of glucose in potatoes. Potato Research 59: 99–112.

  5. Mathew, R., and G.M. Hyde. 1997. Potato impact damage thresholds. Transactions of the ASAE 40 (3): 705–709.

  6. Misener, G.C., W.A. Gerber, G.C.C. Tai, and E.J. Embleton. 1996. Measurement of glucose concentrations of potato extract using a blood glucose test strip. Canadian Agricultural Engineering 38 (1): 59–62.

    Google Scholar 

  7. Olsen, N., L. Woodell and M.J. Frazier. 2012. The use of diabetic test kits to assess glucose concentrations in potatoes. American Journal of Potato Research 89:43 (abstract).

  8. Sowokinos, J.R. 2001. Invited review: Biochemical and molecular control of cold-induced sweetening in potatoes. American Journal of Potato Research 78: 221–236.

    CAS  Article  Google Scholar 

  9. Woodell, L., N. Olsen, and A. Karasev. 2012. Utilizing pathogen detection test kits for rapid in-fieldPotato virus Y diagnosis. American Journal of Potato Research 89: 51 (abstract).

  10. Woodell, L., N. Olsen, A. Karasev, J. Miller, M. Thornton, P. Wharton, and P. Nolte. 2013. Portable test kits for diagnosing potato diseases. University of Idaho Extension Bulletin 883. https://www.extension.uidaho.edu/publishing/pdf/BUL/BUL0883.pdf

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Olsen, N., Woodell, L., Frazier, M.J. et al. Simple Tools for Rapid Diagnostics and Decision Making. Am. J. Potato Res. 98, 1–4 (2021). https://doi.org/10.1007/s12230-020-09812-1

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Keywords

  • Extension
  • Test kits
  • Potato virus Y
  • Glucose
  • Temperature