Диплоидный картофель вступит в игру в будущем

Когда дело доходит до диплоидов, мир картофелеводства получает полную картину. 

Слова «диплоиды» и «настоящие семена картофеля» часто используются в мире исследований и селекции картофеля. И хотя это может показаться чем-то далеким в будущем, оно наступает, и отрасль картофелеводства внимательно приглядывается к тому, как это будущее может выглядеть.

«По сути, нам нужно работать вместе. И на предконкурсном пространстве есть много возможностей для работы. Мы собираемся закончить своего рода призывом к действию, в котором говорится: «Хорошо, давайте попробуем объединиться как картофельное сообщество и решить некоторые из этих больших проблем, которые слишком велики для какой-либо одной группы», - Джош Парсонс, научный сотрудник и главный научный сотрудник FritoLay, объяснил на виртуальном ежегодном собрании Картофельной ассоциации Америки.

Диплоиды призваны сделать селекцию картофеля более эффективной, поскольку в них меньше копий хромосом для скрещивания, что обеспечивает более предсказуемые результаты селекции. У диплоидного сорта есть две копии хромосом, в то время как у традиционных тетраплоидных сортов картофеля есть четыре копии каждой хромосомы. 

«Гены картофеля обычно очень гетерозиготны, что означает, что вы можете получить несколько комбинаций генов в каждом наборе хромосом. Если вы скрестите два гетерозиготных растения, вы можете получить изрядное количество вариаций внутри семьи », - говорит Деннис Хальтерман, генетик-исследователь Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (USDA).

Однако большинство диплоидных картофелей несовместимы. Это означает, что они не будут производить настоящие семена картофеля, если пыльцу отдельного растения поместить на цветы того же растения, - говорит Халтерман. 

«Уловка сейчас заключается в том, чтобы ввести эти гены самосовместимости в родителей, которые мы хотим использовать для диплоидного разведения картофеля. Самосовместимость важна, потому что помните, что мы хотим сделать растения максимально гомозиготными », - объясняет он.

Как только введены гены самосовместимости, и сорт станет высоко гомозиготным инбредным линиям, они станут родителями. В этой схеме селекции две инбредные линии скрещиваются для получения настоящих семян картофеля нового сорта.

«Чтобы быстро увеличить количество особей, которых мы используем для посадки сельскохозяйственных культур, мы полагаемся на семена, полученные от растений, выращиваемых в теплицах с низким уровнем распространения болезней. Вместо того, чтобы полагаться на семенные клубни, выходящие с поля, - объясняет Хальтерман. Он добавляет, что это значительно ускоряет процесс размножения семян картофеля.

Использование настоящих семян картофеля из диплоидов помогает снизить риск заболеваний. Семенные клубни могут переносить болезнь и передавать ее будущим культурам. Существуют также проблемы с хранением, поскольку семенные клубни должны храниться правильно, чтобы не вызывать болезни.

«Картофель можно хранить только один урожайный год, вы можете хранить его зимой, но вы не можете хранить его еще год. Если вы хотите сохранить сорта, вы должны поддерживать их в культуре тканей », - говорит Эми Чарковски, профессор кафедры патологии растений в Государственном университете Колорадо.

Несмотря на то, что диплоиды только недавно стали основными отраслевыми новостями, мир картофелеводства знает о них уже несколько десятилетий. Однако недавние исследования помогают сделать их более жизнеспособным вариантом для разведения.

«Часть истории состоит в том, что мы знаем больше о самосовместимости, у нас есть некоторые уловки, которые позволяют манипулировать самосовместимостью способами, которых у нас не было раньше», - говорит Пол Бетке, физиолог растений из Министерства сельского хозяйства США. . 

Существуют также продвинутые инструменты для молекулярной геномики и генетики, такие как CRISPR, которые позволяют делать с селекцией картофеля новые вещи, которые раньше были невозможны.

Оформление коммутатор

Диплоидный картофель не появится на коммерческом рынке в ближайшее время, так как еще многое предстоит решить. 

«Стоимость семян неизвестна. Конечно, рентабельность всего зависит от стоимости семян », - объясняет Бетке. «Сколько будет стоить производство этих семян - это будет частично зависеть от того, где они производятся. Будут ли они производиться за границей или будут производиться на месте? »

Есть также вопросы о том, как будут размножаться семена. По словам Бетке, можно реализовать несколько сценариев. Семена можно выращивать в теплицах, а затем распределять растения, как это делается с помидорами. Эти растения также можно было бы выращивать на полях для получения семенных клубней, как это делается в настоящее время, что могло бы помочь снизить затраты на семена.

«Но, конечно, по мере снижения стоимости некоторые из преимуществ диплоидного картофеля могут уменьшиться, в частности, опасения по поводу заражения растут со временем в поле», - объясняет Бетке.

Отрасль, в которой произошли аналогичные изменения, - это овощной двоюродный брат картофеля - помидоры. Дэвид Фрэнсис - профессор кафедры садоводства и растениеводства в Университете штата Огайо, чьи исследования сосредоточены на помидорах.

«Если отрасль сменится, вы обнаружите больше настоящих болезней, передаваемых через семена, что приведет к проблемам с тестированием, и рынок семян будет подвержен потрясениям», - объясняет Фрэнсис.

Доставка настоящих семян картофеля по всему миру может вызвать проблемы с регулированием. Фрэнсис говорит, что требования к тестированию могут помешать отгрузке семян, поскольку доступ к этим тестам может быть недоступен.

Также может произойти сдвиг в том, кто занимается разведением картофеля. В настоящее время выращивание картофеля в основном осуществляется государственными учреждениями. 

«Настоящее селекция семенного картофеля подтолкнет селекцию картофеля из государственного сектора в частный. На то, чтобы это произошло в томатном мире, потребовалось несколько десятилетий, можно даже поспорить, полвека, так что неминуемых изменений не произойдет, но они будут медленными и устойчивыми », - говорит Фрэнсис.

/ агротехника / выращивание семян