Tā kā pasaules iedzīvotāju skaits līdz 10. gadam tuvojas 2050 miljardiem cilvēku, lauksaimniecības produkcijai būs jāpalielinās par 60%. Tomēr tiek prognozēts, ka ar katru 1 ° C sasilšanu lauksaimniecības produktivitāte samazināsies par 5%. Viens modelis paredz, ka kartupeļu raža līdz 32. gadam varētu samazināties pat par 2060%, taču klimatiski gudru ģenētisko šķirņu attīstība un izplatīšana var nodrošināt, ka šai barojošajai un ātri nobriestajai kultūrai joprojām ir būtiska loma pārtikas sistēmās visā pasaulē. .
Lai paātrinātu šo šķirņu attīstību, zinātnieki ir izmantojuši gēnu sekvencēšanas sasniegumus un iegūtās zināšanas izmanto kartupeļu šķirņu audzēšanai, kas labāk piemērotas nākotnes prasībām.
Starptautiskā kartupeļu centra (CIP) zinātnieki jau sen ir bijuši šīs tendences priekšgalā, piedaloties starptautiskajā grupā, kas 2011. gadā publicēja pirmo kartupeļu genoma secību. Pateicoties nesenajiem sasniegumiem, kas saistīti ar svarīgām īpašībām saistītu gēnu atklāšanu - sākot no uztura saturs pret izturību pret slimībām - viņi ir sākuši izmantot ģenētiskos marķierus, lai paātrinātu vairošanos pēc vēlamajām īpašībām.
Kartupeļu uzlabošana sākas ar krustojumiem starp vaislas vecākiem, kuri dod desmitiem tūkstošu pēcnācēju. Zinātnieki tradicionāli gadiem ilgi ir novērtējuši šos augus laukos un siltumnīcās.
Ģenētiskā kartupeļu uzlabošanās paātrināšana
Kartupeļu uzlabošana sākas ar krustojumiem starp vaislas vecākiem, kuri dod desmitiem tūkstošu pēcnācēju. Zinātnieki tradicionāli pavadīja gadus, novērtējot šos augus laukos un siltumnīcās, kā arī galu galā ar vīriešu un sieviešu fokusa grupām iznīcināšanas procesā, kā rezultātā tika izveidots kartupeļu klonu saraksts ar vislielāko potenciālu.
Ģenētisko marķieru izmantošana tādām pazīmēm kā rezistence pret vēlīnā saslimšanas slimībām un diviem vispostošākajiem kartupeļu vīrusiem ir paātrinājusi CIP progresu ražīgāku kartupeļu ražošanā. Kaut arī selekcionāriem savulaik bija jāļauj visiem krustojuma pēcnācējiem nobriest siltumnīcā, lai noteiktu, kuri no tiem ir izturīgi, viņi tagad no katra jaunā auga ģenētiskai secībai vienkārši noņem lapu, lai noteiktu, kuri no tiem ir mantojuši rezistences gēnus. Piemēram, ģenētiskais marķieris vēlīnai pūtīšu rezistencei ir samazinājis šī procesa laiku par 50 procentiem.
Pretošanās nodošana
Kartupeļu vīrusi uzkrājas un grauj ražu no viena ražas cikla uz nākamo, turpretī vēlīnā pūtīte var iznīcināt kartupeļu augu lauku dažu nedēļu laikā. Kad gadiem ilgi plaši audzē vēlīnās drudzis izturīgās šķirnes, patogēns attīstās, lai pārvarētu to pretestības mehānismu. Tātad selekcionāri vienmēr meklē jaunus pretestības avotus, kas bieži sastopami vietējos vai savvaļas kartupeļos.
CIP nesen tika krustots ar savvaļas kartupeļiem, kuru dzimtene ir Kajamarca, Peru ziemeļos, lai ražotu vēlīnai pūtītei izturīgus kartupeļus, kas ir komerciāli iespējami. Kopā ar vaislas partneriem vairākās valstīs, šie kartupeļu kloni pašlaik tiek novērtēti, lai Peru to varētu izlaist kā šķirnes.
Kopš 1973. gada CIP žanra banka vāc un saglabā vietējos un savvaļas kartupeļus, no kuriem daudzi ir izturīgi pret vēlīnām drudzēm. Kā daļu no starptautiskas iniciatīvas kartupeļu, tomātu, baklažānu un papriku ģenētiskās daudzveidības saglabāšanai, izpētei un izmantošanai - tās visas ir saistītas - liela daļa šīs bioloģiskās daudzveidības pēdējos gados ir pārbaudīta, lai pārbaudītu slimību izturību un veiktu ģenētisko sekvencēšanu.
Nevar nenovērtēt vēlīnās drudža pārvarēšanas priekšrocības. Saskaņā ar aplēsēm 5. gadā šīs slimības dēļ kartupeļu zaudējumi gadā ir gandrīz USD 2019 miljardi. Šo zaudējumu samazināšana ar izturīgākām šķirnēm mazajiem lauksaimniekiem var radīt neticamas pārmaiņas, palīdzot viņiem pārveidot savu darbību no iztikas līdz komerciālai.
Izmantojot ģenētiskos marķierus, selekcionāriem kļūst vieglāk attīstīt elastīgus, ražīgus kartupeļus ar galvenajām iezīmēm - garšu, tekstūru, gatavošanas laiku -, ko meklē vietējie patērētāji. Rezultātā iegūtās šķirnes ļaus lauksaimniekiem apmierināt pieaugošo pieprasījumu pēc pārtikas, uzlabot savus ienākumus un tikt galā ar vēl neparedzētiem mainīgas pasaules izaicinājumiem.