Поскольку к 10 году численность населения Земли приблизится к 2050 миллиардам человек, сельскохозяйственное производство необходимо увеличить на 60%. Тем не менее, с каждым потеплением на 1 ° C продуктивность сельского хозяйства, по прогнозам, падает на 5%. Одна из моделей предсказывает, что урожайность картофеля может снизиться на 32% к 2060 году, но развитие и распространение генетических разновидностей, не влияющих на климат, может гарантировать, что эта питательная и быстро созревающая культура будет продолжать играть жизненно важную роль в продовольственных системах в странах мира. .
Чтобы ускорить развитие этих сортов, ученые воспользовались достижениями в области генетического секвенирования и используют полученные знания для выведения сортов картофеля, более подходящих для удовлетворения потребностей будущего.
Ученые Международного центра картофеля (CIP) долгое время находились в авангарде этой тенденции, участвуя в международной группе, которая опубликовала первую последовательность генома картофеля в 2011 году. Благодаря недавним открытиям, связанным с открытием генов, связанных с важными характеристиками - от питания содержание к устойчивости к болезням - они начали использовать генетические маркеры, чтобы ускорить селекцию по желаемым признакам.
Улучшение картофеля начинается со скрещиваний между племенными родителями, дающими десятки тысяч потомков. Ученые традиционно годами оценивают эти растения на полях и в теплицах ...
Ускорение генетического улучшения картофеля
Улучшение картофеля начинается со скрещиваний между племенными родителями, дающими десятки тысяч потомков. Ученые традиционно потратили годы на оценку этих растений на полях и в теплицах, а в конечном итоге с помощью мужских и женских фокус-групп в процессе исключения, в результате которого был составлен короткий список клонов картофеля с наибольшим потенциалом.
Использование генетических маркеров таких признаков, как устойчивость к фитофторозу и двум наиболее разрушительным вирусам картофеля, ускорило прогресс CIP в производстве более урожайного картофеля. Если когда-то селекционерам приходилось позволять всему потомству скрещивания созревать в теплице, чтобы определить, какие из них были устойчивыми, теперь они просто удаляют лист с каждого молодого растения для генетического секвенирования, чтобы определить, какие из них унаследовали гены устойчивости. Например, генетический маркер устойчивости к фитофторозу сократил время, которое занимает этот процесс, на 50 процентов.
Передача сопротивления
Вирусы картофеля накапливаются и снижают урожайность от одного цикла урожая к другому, тогда как фитофтороз может уничтожить поле картофельных растений за считанные недели. Когда устойчивые к фитофторозу сорта широко выращиваются в течение многих лет, патоген эволюционирует, чтобы преодолеть их механизм устойчивости. Таким образом, селекционеры всегда ищут новые источники устойчивости, которые часто встречаются у местного или дикого картофеля.
CIP недавно скрестили с диким картофелем, произрастающим в Кахамарке, на севере Перу, для получения картофеля, устойчивого к фитофторозу, который является потенциально коммерчески жизнеспособным. Эти клоны картофеля, совместно используемые партнерами по селекции в нескольких странах, в настоящее время проходят оценку на предмет возможного выпуска в качестве разновидностей в Перу.
С 1973 года генный банк CIP занимается сбором и сохранением местного и дикого картофеля, многие из которых обладают устойчивостью к фитофторозу. В рамках международной инициативы по сохранению, изучению и использованию генетического разнообразия картофеля, томатов, баклажанов и перца, которые связаны между собой, большая часть этого биоразнообразия была проверена на устойчивость к болезням и подверглась генетическому секвенированию в последние годы.
Польза от борьбы с фитофторозом трудно переоценить. По оценкам, ежегодные глобальные потери картофеля из-за этого заболевания в 5 году составят почти 2019 миллиардов долларов США. Сокращение этих потерь с помощью более устойчивых сортов может иметь огромное значение для мелких фермеров, помогая им преобразовать свою деятельность с натурального хозяйства в коммерческую.
С помощью генетических маркеров селекционерам становится легче выращивать устойчивый, высокоурожайный картофель с ключевыми характеристиками - вкусом, текстурой, временем приготовления, - которые востребованы местными потребителями. Полученные в результате сорта позволят фермерам удовлетворить растущий спрос на продукты питания, повысить свои доходы и справиться с еще непредвиденными проблемами меняющегося мира.
