Гибридные сорта растений могут решить проблемы продбезопасности и изменения климата — ученые
Гибридные сельскохозяйственные и тепличные культуры могут играть важную роль в поддержании глобальной продовольственной безопасности. Они дают более высокие урожаи и зачастую более устойчивы к болезням и климатическим стрессам, чем негибридные сорта. Однако для многих культур гибридных сортов не существует. Почему это так? Известный академический журнал Nature Plants опубликовал результаты уникального комплексного исследования на эту тему.
Кукуруза — очень важная в мировом масштабе культура, и использование гибридных сортов является обычным делом. Первый сорт был выведен еще в 1930 году. Но этого не произошло с другими основными культурами, такими как пшеница и маниока. Сейчас впервые проведено комплексное исследование всех факторов, которые определяют, смогут ли коммерческие селекционеры вывести гибридный сорт. Иногда возникают биологические проблемы, но часто в игру вступают экономические факторы.
Что такое гибридный сорт?
Это потомок двух родительских растений, которые прекрасно дополняют друг друга. Но чтобы получить подходящих родителей, необходимо обеспечить их генетическую однородность (гомозиготность). Этого можно добиться путем скрещивания родителей с самими собой - процесс называется «самооплодотворением» или «инбридингом». Выведение сильных родительских линий занимает время и стоит больших денег, поэтому селекционеры должны быть уверены в том, что эти инвестиции окупятся.
Существует множество препятствий, которые необходимо преодолеть. Прежде всего, необходимо обеспечить биологическую возможность получения гомозиготных родительских линий. Идеальным вариантом является самоопыляющееся растение, в то время как гораздо сложнее с растениями, которые постоянно перекрестно опыляются с другими растениями. Более того, некоторые культуры имеют несколько наборов хромосом, что еще больше затрудняет или делает почти невозможным получение инбредных родительских линий.
Например, картофель, выращиваемый на наших полях, имеет четыре набора хромосом с наследственным материалом. Это важная причина, по которой было так мало попыток создать инбредные линии. Это делает селекцию картофеля особенно трудной. Но ученые Вагенингенского университета делают успехи, открыв ген Sli, позволяющий выводить картофель из гибридных семян, а не из клубней.
Экономические причины
В случае с пшеницей необходимо рассмотреть еще один вопрос. Пшеница производит относительно мало семян на одно опыление, и пока что добавленная стоимость гибридных сортов ограничена. Кроме того, это сегментированный рынок. Вот почему выведение гибридной пшеницы пока не является экономически выгодным для селекционеров.
Ученые исследовали экономические факторы для создания гибридных сортов. С одной стороны, это стоимость процесса разработки, а с другой – ожидаемые доходы. Оба фактора играют важную роль. Крупные рынки или рынки с высокой добавленной стоимостью более выгодны для селекционеров. Вот почему вы видите гибридные сорта основных мировых культур и важных овощей, но в меньшей степени - мелких местных культур. Кроме того, рыночная цена собранного урожая определяет, сколько фермер готов инвестировать в семена. Поэтому рыночные цены для производителей влияют на цены на семена и доходы селекционеров.
Однако, для решения проблем глобальной продовольственной безопасности и изменения климата срочно необходимы высокоурожайные, надежные сельскохозяйственные культуры. И в селекции некоторых основных культур, имеющих важное значение для продовольственной безопасности, наблюдается недостаточный прогресс. Это касается маниоки, сахарного тростника и сладкого картофеля, а также традиционных листовых овощей и фруктов. Если мы хотим улучшить и обеспечить доступ к питательной пище в более бедных странах, важно добиться прогресса и в коммерчески менее привлекательных культурах. Для этого авторы статьи в Nature Plants рекомендуют использовать государственно-частное партнерство в тех случаях, когда селекционеры не видят немедленного коммерческого обоснования.