Гибридные сельскохозяйственные и садовые культуры могут сыграть важную роль в обеспечении глобальной продовольственной безопасности. Они дают более высокие урожаи и часто более устойчивы, чем негибридные сорта, к болезням и климатическим стрессам. Но для многих культур не существует гибридных сортов. Это почему?

Кукуруза является очень важной сельскохозяйственной культурой в глобальном масштабе, и использование гибридных сортов является обычным делом. Первый тип был введен еще в 1930 году. Но этого не произошло с другими основными культурами, такими как пшеница и маниока. Теперь впервые было проведено всестороннее исследование всех факторов, определяющих, смогут ли коммерческие селекционеры создать гибридный сорт. Иногда возникают биологические проблемы. Часто в игру вступают экономические факторы .

Это уникальный всеобъемлющий обзор, опубликованный в журнале Nature Plants . Авторы статьи связаны с компанией по селекции гибридного картофеля Solynta и Wageningen University & Research. Ведущий автор — Эмили тер Стег, доктор философии. кандидат экономических наук.

Генерация инбредных линий

Гибридный сорт — это «потомок двух родительских растений, которые идеально дополняют друг друга. Тогда гибрид сочетает в себе лучшие качества родителей», — говорит тер Штег. Но чтобы создать подходящих родителей, нужно сделать так, чтобы они были максимально генетически однородны (гомозиготны). Вы можете сделать это, скрещивая родителей с самими собой — процесс, называемый «самопылением» или «инбридингом». «Выведение сильных родительских линий требует времени и денег. Поэтому селекционер должен быть уверен, что его инвестиции окупятся», — говорит тер Штег.

Есть много препятствий, которые нужно преодолеть. Во-первых, должна быть биологическая возможность производить эти гомозиготные родительские линии. Самоопыляющееся растение идеально, в то время как растениям, которые всегда перекрестно опыляются с другим растением, это намного сложнее. Более того, некоторые культуры также имеют множественные наборы хромосом, что делает еще более трудным или почти невозможным получение инбредных родительских линий.

Картофель, выращенный на наших полях, например, имеет четыре набора хромосом с наследственным материалом. Это важная причина, по которой было так мало попыток создать инбредные линии. Это особенно затрудняет селекцию картофеля, и поэтому у нас до сих пор есть старые сорта, такие как Бинтье или Рассет Бербанк.

Но мы делаем успехи. На самом деле существует также диплоидный картофель, который имеет только один набор генов. Эти сорта не поддерживали инбридинг. Но ученым из Solynta и Wageningen University & Research недавно удалось обойти это препятствие. Ген Sli является ключом к этому. Теперь открыт путь к выращиванию картофеля из гибридных семян, а не из клубней.

Экономические факторы

«С пшеницей следует рассмотреть еще одну проблему. Пшеница дает относительно мало семян за одно опыление, и до сих пор добавленная стоимость гибридных сортов ограничена. Это также сегментированный рынок. Вот почему разработка гибридной пшеницы пока не рентабельна для селекционеров. «, — говорит тер Штег.

Ученые исследовали экономические факторы для создания гибридного сорта. С одной стороны — стоимость процесса разработки, а с другой — ожидаемые доходы. Оба играют важную роль. «Большие рынки или рынки с высокой добавленной стоимостью более выгодны для селекционеров. Вот почему вы видите гибридные сорта основных мировых культур и важных овощей, но меньше — для мелких местных культур. Кроме того, рыночная цена собранной продукции определяет, насколько производитель готов инвестировать в семена. Следовательно, рыночные цены для производителей влияют на цены на семена и доходы селекционеров».

Совместные усилия

Для решения проблем глобальной продовольственной безопасности и изменения климата срочно необходимы высокоурожайные, устойчивые культуры. «Но наблюдается отсутствие прогресса в селекции некоторых основных культур, важных для продовольственной безопасности. Это относится к маниоке, сахарному тростнику и сладкому картофелю , а также к традиционным листовым овощам и фруктам. Если мы хотим улучшить и обеспечить доступ к питательной пищи в более бедных странах , важно добиться прогресса и в выращивании менее привлекательных с коммерческой точки зрения культур», — говорит тер Штег.

Авторы статьи Nature Plants рекомендуют государственно-частное партнерство в тех случаях, когда селекционеры не видят немедленного экономического обоснования. «Примерами такого подхода являются национальная программа Topsectorenonderzoek (Исследования высшего сектора) и ее предшественница Technologisch Top Instituut Groene Genetica (Технологический высший институт зеленой генетики). Например, было поставлено множество генотипов (полуфабрикатов). в перцах и томатах, среди прочего, которые затем использовались селекционными компаниями для выведения новых сортов, устойчивых к болезням».