Ови научници су недавно објавио рад у којем је детаљно описана нова техника оплемењивања биљака то може револуционисати начин на који узгајамо усеве и убрзати стопу којом можемо да развијемо издржљивије, здравије и свестраније биљке суочене са климатским променама. Како се клима мења, тако се мења и продуктивност биљке у датом региону. Кључ наше добро храњене будућности може бити низ отпорних усева који могу да расту у различитим условима животне средине.
„Многи научници су рекли да је то немогуће. Била је то тако радикална идеја да су нам рекли да то не можемо да урадимо."
„Стопа повећања у већини програма оплемењивања усева заостаје за захтевима које поставља растућа популација“, Бранде Вулфф, генетичар усева у Центру Јохн Иннес у Уједињеном Краљевству и аутор рада, каже за Дигитал Трендс. „Убрзавањем раста и репродукције усева, научници и узгајивачи широм света моћи ће брже да узгајају и развијају биљке које су хранљивије, отпорне су на болести и које су боље прилагођене за сутра клима.”
Прикладно назван „брзински узгој“, већ се показало да метода узгаја пшеницу — од семена до семена — за само осам недеља. То је три пута брже од технике узгоја која је изазвала Зелена револуција. Иако је још увек у адолесценцији, неки аналитичари указују на то да је резултати убрзаног узгоја кључно оруђе у доласку нове пољопривредне ере.
Порекло свемира
Можда није изненађење што је концепт узгоја брзине настао у НАСА-и. Док размишљам о начинима узгоја пшенице дубоки свемир, научници агенције су имали ову луду идеју - зашто не ставите биљке на стално светло, оснажујући их да брже сазревају? Биљке, на крају крајева, воле светлост. Они жуде за тим, дробећи фотоне заједно са угљен-диоксидом и водом да би створили шећере који су им потребни за раст. Континуирано светло може значити континуирани раст. Једноставно, зар не?
Др Бранде Вулфф (лево) и др Лее Хицкеи гледају на усјеве пшенице узгојене брзином. Фотографија: Хицкеи Лаб/Универзитет Квинсленда
„Многи научници су рекли да је то немогуће“, Лее Хицкеи, научник за усеве са Универзитета Квинсленд и један од првих који је усвојио НАСА-ин план пре деценију, каже за Дигитал Трендс. „Била је то тако радикална идеја да су нам рекли да то не можемо да урадимо.
Али Ли и његов тим нису били забринути због оних који су противили. Истини на научној методи, они су „испробали“, осмишљавајући експерименте како би тестирали да ли ће интензивни светлосни режими повећати продуктивност биљака.
није. Када су научници први пут узгајали пшеницу у систему брзог узгоја, „изгледали су ужасно“, каже Хики, „заиста мршаво“. Али кроз низ експеримената који су оптимизовали ствари попут исхране, водоснабдевање, учесталост светлости и температура у стакленику, траве су почеле да сазревају брже и прикладније, чак показујући већу продуктивност зрна од конвенционално узгајаних у стакленику пшеница.
Ли, Рајт и њихове колеге, укључујући истраживаче са Универзитета у Сиднеју, одлучили су се за лагани режим који би натерао чак и најпобожније обожаваоце Сунца да поколебају. „Дугодневни“ усеви као што су пшеница, јечам и сланутак (који цветају као одговор на дуже дневне циклусе) су изложен чак 22 сата непрекидног светла дневно, зрачен од ЛЕД лампи обешених изнад раста кревети.
Потреба за брзином
Према протоколу брзог узгоја, биљке попут пшенице могу да пређу од семена до семена за само осам недеља, што значи да узгајивачи могу да расту до шест генерација сваке године.
„Права иновација коју овде показују је могућност да врло брзо преокрене генерације. То је кључни аспект узгоја биљака."
„Права иновација коју овде показују је могућност да врло брзо преокрене генерације“, Цхарлес Бруммер, каже научник из УЦ Давис и бивши председник Америчког удружења за науку о усевама, који није био укључен у студију. "То је кључни аспект узгоја биљака."
Са сваком новом генерацијом, истраживачи покушавају да узгајају пожељне особине док одгајају непожељне. Што брже могу да пређу генерацију од семена до семена, брже могу уклонити нежељене особине док промовишу жељене.
Узмимо, на пример, ницање пре жетве (ПХС), феномен који узрокује прерано клијање пшенице услед продужених падавина и високе влажности.
„Ово је велики проблем у Аустралији јер су све наше сорте подложне“, каже Хики.
Осјетљивост на ПХС је барем дјелимично контролисана генетиком, тако да селективним узгојем и укрштањем различитих врста пшенице сорте, истраживачи имају за циљ да елиминишу ту генетску особину, чинећи будуће генерације пшенице отпорнијим на велике падавине и влажност. Компанија Дов АгроСциенцес је већ усвојила технику брзог узгоја и развила сорту пшенице отпорне на ПХС.
Ово је једноставно: Повећајте брзину усева од семена до семена и узгајивачима ћете олакшати развој пожељних усева. Утростручите га и даћете им изузетан алат за стварање елитних усева.
Оплемењивање биљака у свемирском добу осветљава пут за будуће усеве
„Многи гени отпорности на болести могу се наћи у дивљим сродницима наших домаћих усева“, каже Вулф, „али укрштање ген отпорности на болести из дивље пшенице у припитомљене елитне сорте је као узгој тркачког коња са магарцем! Потребно је много, много година… да се споји најбоље од оба света. Брзина оплемењивања може убрзати овај процес и скратити време потребно за развој нове сорте пшенице са супериорним особинама.”
Бруммер то отворено каже. „Брже кретање је назив игре“, каже он. "Ово је један од начина да се крећете много брже."
Поља снова
Међутим, већина пшенице која доспева у нашу тестенину и хлеб се не гаји у пластеницима, а много тога прати почетне фазе узгоја.
„Прави утицај ће доћи од комбиновања овог алата са другим технологијама које имамо, а које се брзо развијају у простору за узгој биљака.
„На неком нивоу, без обзира на геномске алате које користите, морате ставити биљке на поље и видети како се понашају“, објашњава Бруммер.
На терену се експерименти са стакленицима стављају на пробу. Сорта усева може добро да се понаша у вештачком окружењу, где су температура, снабдевање водом и светлосни режими лаки регулисано, али ако не успева на пољу, где се гаји велика већина наших усева, онда је то практично дуд. Нове сорте пшенице морају бити продуктивне у елементима да би их фармери могли да преузму.
„Теренско тестирање је тако критично“, каже Хики. „Морамо то да имамо и да се уверимо да су сорте које пуштамо фармерима доказане и да имају доказане резултате. Они још морају да прођу кроз те три или четири године теренске евалуације.”
Ипак, чак и рачунајући у неколико година тестирања на терену, Хики процењује да се брзи узгој може стиснути у четири или пет циклуса размножавања пре 2050. године, када је популација очекује се да ће премашити девет милијарди а климатске промене ће бити опипљиве широм света. Надамо се да ће у наредних неколико деценија узгајивачи моћи да развију сорте које су довољно отпорне да издрже оно што им околина баца.
Хицкеи Лаб/Универзитет у Квинсленду
„Време и клима се увек мењају у одређеној мери, али оно што сада видимо је да клима јесте мењају се брже и можда видимо екстремније временске прилике као последицу тога“, Брумер каже. „Можда нове сорте које су прилагођене одређеном региону морају бити акутније, тако да ћемо морати брже да узгајамо и развијамо више сорти него у прошлости. Ту би овај метод могао помоћи. Било шта што можете да урадите да скратите то време за избацивање нових сорти биљака на поље биће корисно."
Цхалленгес Ахеад
До сада је брзински узгој показао највећи потенцијал код врста дугог дана које цветају као одговор на дуже дана, што чини Хикија и његове колеге увереним да ће то радити са биљкама као што су сунцокрет, бибер и ротквица.
„Биће теже применити брзи узгој на врсте ’кратког дана’ као што су пиринач, кукуруз и сирак“, каже он, „али мислим да има простора за оптимизацију система брзог циклуса. То је само питање подешавања фотопериода и температурних режима."
У ствари, упркос томе што је кикирики врста „кратког дана“, неки истраживачи су већ показали да брзи узгој користи и овим махунаркама.
„Успешно смо користили технику брзог узгоја коју су развили истраживачи УК у кикирикију већ неколико година“, каже Грем Рајт, узгајивач аустралијске компаније Пеанут Цомпани. Рајт сматра да дуги светлосни интервали који се користе у брзом оплемењивању заправо могу бити одабир појединачних биљака са неосетљивошћу на дужину дана, што он каже да је то „пожељна особина јер то значи... развијене сорте треба да имају широку адаптацију на географску ширину, при чему репродуктивни раст не зависи од дана дужина.”
ЦРИСПР и даље
Ову нову методу треба посматрати као муницију коју узгајивачи могу додати растућем арсеналу генетског оружја. Током протеклих неколико година, напредак у геномици омогућио је научницима да користе алате за уређивање гена као што су ЦРИСПР да модификују геноме тако да укључују ствари као што су отпорност на сушу и већу исхрану.
„Брзински узгој је један алат у шупи“, каже Хики. „Прави утицај ће доћи од комбиновања овог алата са другим технологијама које имамо, а које се брзо развијају у простору за узгој биљака. ЦРИСПР, геномички алати, геномска селекција и предвиђање.
Али истраживачи признају да неће бити лако превести све узгајиваче у режим брзог узгоја. Старе навике тешко умиру и научници су инхерентно скептични. Додајте томе инфраструктурне промене потребне за прелазак на такав метод, и јасно је да је пред вама нераван пут. Ипак, са својим недавно објављеним радом, Хицкеи и Вригхт се надају да ће други узгајивачи и истраживачи видети потенцијал у њиховој техници.
За оне који су заинтересовани за усвајање брзинског узгоја, Хики има једноставан предлог како да почну – „Само оставите упаљена светла, друже.“
Препоруке уредника
- Да би направили више простора за стоку, Холанђани ће преместити краве на плутајућу фарму
