Оскільки чисельність населення світу до 10 року наближається до 2050 мільярдів людей, сільськогосподарське виробництво повинно збільшитися на 60%. Проте з кожним 1 ° C потепління продуктивність сільського господарства, за прогнозами, знизиться на 5%. Одна модель прогнозує, що врожайність картоплі може зменшитися на 32% до 2060 року, але розвиток та розповсюдження кліматично розумних генетичних сортів може забезпечити, щоб ця поживна і швидко дозріваюча культура продовжувала відігравати життєво важливу роль у харчових системах в економіках світу .
Щоб пришвидшити розвиток цих сортів, вчені скористались досягненнями генетичного секвенування та використовують отримані знання для розведення сортів картоплі, які найкраще відповідають потребам майбутнього.
Вчені Міжнародного центру картоплі (CIP) вже давно стоять на передньому краї цієї тенденції, беручи участь у міжнародній групі, яка опублікувала першу послідовність геному картоплі в 2011 році. Завдяки недавнім проривам, пов'язаним з відкриттям генів, пов'язаних з важливими характеристиками - від харчової вміст до стійкості до хвороб - вони почали використовувати генетичні маркери, щоб прискорити розведення бажаних ознак.
Поліпшення картоплі починається з схрещування батьків-племінників, які дають десятки тисяч потомства. Вчені традиційно витрачали роки на оцінку цих рослин на полях і в теплицях ...
Прискорення генетичного вдосконалення картоплі
Поліпшення картоплі починається з схрещування батьків-племінників, які дають десятки тисяч потомства. Традиційно вчені витрачали роки, оцінюючи ці рослини на полях і в теплицях, а врешті-решт через фокус-групи чоловіків та жінок, в процесі ліквідації, що призводить до вибору списку клонів картоплі з найбільшим потенціалом.
Використання генетичних маркерів для таких ознак, як стійкість до фітофторозу та двох найбільш руйнівних вірусів картоплі, прискорило прогрес CIP у виробництві картоплі з високим урожаєм. Тоді як селекціонерам колись доводилось давати всім нащадкам хреста дозрівати в теплиці, щоб визначити, які з них стійкі, тепер вони просто видаляють по листочку з кожної молодої рослини для генетичного секвенування, щоб визначити, які з них успадкували гени стійкості. Наприклад, генетичний маркер стійкості до фітофторозу скоротив час, який займає цей процес, на 50 відсотків.
Передача опору
Картопляні віруси накопичують і погіршують урожайність від одного циклу врожаю до наступного, тоді як фітофтороз може знищити поле рослин картоплі за лічені тижні. Коли стійкі до фітофторозу сорти вирощуються протягом багатьох років, збудник розвивається, щоб подолати їх механізм стійкості. Отже, селекціонери завжди шукають нових джерел стійкості, які часто зустрічаються в рідній або дикій картоплі.
Нещодавно CIP схрестили з дикою картоплею, родом з Кахамарки, на півночі Перу, для отримання стійкої до фітофтори картоплі, яка потенційно є комерційно вигідною. В даний час ці клони картоплі, спільно з партнерами з селекції у кількох країнах, проходять оцінку щодо можливого випуску як сортів у Перу.
Починаючи з 1973 року, генний банк CIP збирає та зберігає рідну та дику картоплю, багато з яких мають стійкість до фітофторозу. В рамках міжнародної ініціативи щодо збереження, вивчення та використання генетичного різноманіття картоплі, помідорів, баклажанів та перцю - усі вони пов’язані між собою - значна частина цього біорізноманіття була перевірена на стійкість до захворювань та пройшла генетичне секвенування в останні роки.
Переваги подолання фітофторозу не можна занизити. За оцінками, щорічні глобальні втрати картоплі внаслідок цієї хвороби становлять майже 5 млрд. Доларів США у 2019 році. Врахування цих втрат завдяки більш стійким сортам може зробити неймовірну різницю для дрібних фермерів, допомагаючи їм трансформувати свою діяльність з натуральної на комерційну.
За допомогою генетичних маркерів селекціонерам стає легше виробляти еластичну високопродуктивну картоплю з ключовими ознаками - смаком, текстурою, часом варіння - яких шукають місцеві споживачі. Отримані сорти дозволять фермерам задовольняти зростаючий попит на їжу, покращувати свої доходи та справлятися з непередбаченими викликами, що змінюються у світі.