W przyszłości w grę wchodzą ziemniaki diploidalne

Świat hodowli ziemniaków obejmuje cały obraz, jeśli chodzi o diploidy. 

Słowa diploidy i prawdziwe nasiona ziemniaków często pojawiały się w świecie badań i hodowli ziemniaków. I choć może się to wydawać odległą przyszłością, nadchodzi, a branża hodowli ziemniaków przygląda się bliżej temu, jak ta przyszłość może wyglądać.

„Zasadniczo musimy współpracować. I jest dużo miejsca do pracy w przestrzeni przedkonkurencyjnej. Zakończymy czymś w rodzaju wezwania do działania, które mówi: OK, spróbujmy połączyć siły jako społeczność ziemniaczana i rozwiązać niektóre z tych dużych problemów, które są zbyt duże dla jakiejkolwiek grupy ”- Josh Parsons, współpracownik ds. i główny naukowiec z FritoLay, wyjaśnił na dorocznym wirtualnym spotkaniu Amerykańskiego Stowarzyszenia Ziemniaków.

Diploidy mają na celu zwiększenie wydajności hodowli ziemniaków, ponieważ jest w nich mniej kopii chromosomów do krzyżowania, co zapewnia bardziej przewidywalne wyniki hodowli. W odmianie diploidalnej występują dwie kopie chromosomów, podczas gdy tradycyjne tetraploidalne odmiany ziemniaka mają cztery kopie każdego chromosomu. 

„Geny ziemniaka są zazwyczaj bardzo heterozygotyczne, co oznacza, że ​​w każdym zestawie chromosomów można uzyskać wiele kombinacji genów. Jeśli skrzyżujesz dwie heterozygotyczne rośliny, możesz uzyskać spore zróżnicowanie w obrębie rodziny” – mówi Dennis Halterman, genetyk badawczy w Służbie Badań Rolniczych Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA).

Jednak większość ziemniaków diploidalnych jest niekompatybilna. Oznacza to, że nie wyprodukują prawdziwych nasion ziemniaka, gdy pyłek z pojedynczej rośliny zostanie umieszczony na kwiatach tej samej rośliny, mówi Halterman. 

„Obecna sztuczka polega na wprowadzeniu tych genów samozgodności do rodziców, których chcemy użyć do hodowli diploidalnych ziemniaków. Samozgodność jest ważna, ponieważ pamiętajmy, że chcemy, aby rośliny były jak najbardziej homozygotyczne” – wyjaśnia.

Po wprowadzeniu genów samozgodności, a odmiana staje się wysoce homozygotycznymi liniami wsobnymi, stają się rodzicami. W tym schemacie hodowlanym krzyżuje się dwie linie wsobne, aby uzyskać prawdziwe nasiona ziemniaka nowej odmiany.

„Aby szybko zwiększyć liczbę osobników, których używamy do sadzenia roślin, zaczynamy od nasion pochodzących z roślin uprawianych w szklarniach, w których presja chorób jest niska. Zamiast polegać na bulwach z pola”, wyjaśnia Halterman. Dodaje, że to ogromnie przyspiesza proces powielania nasion ziemniaka.

Używanie prawdziwych nasion ziemniaka z diploidów pomaga zmniejszyć ryzyko choroby. Bulwy nasienne mogą przenosić choroby i przenosić je na przyszłe uprawy. Istnieją również problemy z przechowywaniem, ponieważ bulwy nasienne muszą być prawidłowo przechowywane, aby nie powodowały chorób.

„Ziemniaki można przechowywać tylko przez jeden rok zbiorów, można je przechowywać przez zimę, ale nie można ich przechowywać przez kolejny rok. Jeśli chcesz zachować odmiany, musisz je utrzymywać w kulturach tkankowych” – mówi Amy Charkowski, profesor na wydziale patologii roślin na Colorado State University.

Pomimo tego, że diploidy dopiero niedawno stały się głównymi wiadomościami branżowymi, świat hodowli ziemniaków wiedział o nich od dziesięcioleci. Jednak ostatnie badania pomagają uczynić je bardziej opłacalną opcją hodowlaną.

„Częścią historii jest to, że wiemy więcej o samozgodności, mamy kilka sztuczek, które pozwalają na manipulowanie samozgodnością w sposób, jakiego nie mieliśmy wcześniej” – mówi Paul Bethke, fizjolog roślin z USDA . 

Istnieją również zaawansowane narzędzia do genomiki molekularnej i genetyki, takie jak CRISPR, które pozwalają na robienie nowych rzeczy w hodowli ziemniaków, których wcześniej nie można było zrobić.

Dokonywanie przełącznik

Diploidalne ziemniaki nie trafią na rynek komercyjny w najbliższym czasie, ponieważ wciąż jest wiele do uporządkowania. 

„Koszt nasion jest nieznany. Oczywiście opłacalność wszystkiego zaczyna się od ceny nasion”, wyjaśnia Bethke. „Ile kosztuje wyprodukowanie tych nasion — będzie to częściowo zależało od tego, gdzie są produkowane. Czy będą produkowane za granicą, czy będą produkowane lokalnie?”

Pojawiają się również pytania dotyczące sposobu rozmnażania nasion. Można zrobić wiele scenariuszy, mówi Bethke. Nasiona można uprawiać w szklarniach, a następnie rozprowadzać rośliny, tak jak robi się to z pomidorami. Rośliny te można by następnie uprawiać na polach w celu wytworzenia bulw nasiennych, tak jak ma to miejsce obecnie, co mogłoby pomóc obniżyć koszty nasion.

„Ale oczywiście, wraz ze spadkiem kosztów, niektóre korzyści z diploidalnego ziemniaka mogą się zmniejszyć, w szczególności obawy związane z przenoszeniem chorób rosną wraz z czasem na polu”, wyjaśnia Bethke.

Branża, która przeszła podobną zmianę, to branża warzywnego kuzyna ziemniaka — pomidora. David Francis jest profesorem na wydziale ogrodnictwa i nauki o uprawach na Ohio State University, którego badania koncentrują się na pomidorach.

„Jeśli branża się zmieni, znajdziesz więcej prawdziwych chorób przenoszonych przez nasiona, co doprowadzi do problemów z testowaniem, a rynek nasion będzie podlegał zaburzeniom” — wyjaśnia Francis.

Wysyłka prawdziwych nasion ziemniaka na cały świat może powodować problemy z przepisami. Francis mówi, że wymagania dotyczące testów mogą uniemożliwić dostawy nasion, ponieważ dostęp do tych testów może nie być dostępny.

Może również nastąpić zmiana, kto zajmuje się hodowlą ziemniaków. Obecnie większość hodowli ziemniaków jest prowadzona przez instytucje publiczne. 

„Prawdziwa hodowla sadzeniaków doprowadzi uprawę ziemniaków z sektora publicznego do sektora prywatnego. Zajęło to kilka dziesięcioleci w świecie pomidorów, można nawet argumentować, że pół wieku, więc nie będzie rychłej zmiany, ale będzie to powolna i stała zmiana” – mówi Francis.

/agrotechnika/uprawa-nasion