مع اقتراب عدد سكان العالم من 10 مليارات شخص بحلول عام 2050 ، سيتعين زيادة الإنتاج الزراعي بنسبة 60٪. ولكن مع كل درجة مئوية واحدة من الاحترار ، من المتوقع أن تنخفض الإنتاجية الزراعية بنسبة 1٪. يتنبأ أحد النماذج بأن غلة البطاطس يمكن أن تنخفض بنسبة تصل إلى 5٪ بحلول عام 32 ، ولكن تطوير وتوزيع الأنواع الجينية الذكية مناخيًا يمكن أن يضمن استمرار هذا المحصول المغذي وسريع النضج في لعب دور حيوي في النظم الغذائية في الاقتصادات في جميع أنحاء العالم.
لتسريع تطوير هذه الأصناف ، استفاد العلماء من التقدم في التسلسل الجيني ويستخدمون المعرفة المكتسبة لتربية أصناف البطاطس الأنسب لتلبية متطلبات المستقبل.
لطالما كان العلماء في المركز الدولي للبطاطس (CIP) في طليعة هذا الاتجاه ، حيث شاركوا في المجموعة الدولية التي نشرت أول تسلسل جينوم للبطاطس في عام 2011. وبفضل الإنجازات الأخيرة التي تضمنت اكتشاف الجينات المرتبطة بخصائص مهمة - من المحتوى الغذائي إلى مقاومة الأمراض - بدأوا في استخدام العلامات الجينية لتسريع التكاثر للحصول على الصفات المرغوبة.
يبدأ تحسين البطاطس بتهجين بين الآباء والأمهات الذين ينتجون عشرات الآلاف من النسل. لقد أمضى العلماء سنوات في تقييم تلك النباتات في الحقول والصوبات الزراعية ...
تسريع التحسين الوراثي للبطاطس
يبدأ تحسين البطاطس بتهجين بين الآباء والأمهات الذين ينتجون عشرات الآلاف من النسل. لقد أمضى العلماء سنوات في تقييم تلك النباتات في الحقول والدفيئات ، وفي النهاية من خلال مجموعات التركيز من الذكور والإناث ، في عملية التخلص التي تؤدي إلى قائمة مختصرة من استنساخ البطاطس ذات الإمكانات الأكبر.
أدى استخدام الواسمات الجينية لصفات مثل مقاومة مرض اللفحة المتأخرة وفيروسي البطاطس الأكثر تدميراً إلى تسريع تقدم CIP في إنتاج بطاطس ذات إنتاجية أعلى. في حين كان على المربين أن يتركوا كل ذرية الهجين تنضج في دفيئة لتحديد أي منها مقاوم ، فإنهم الآن ببساطة يزيلون ورقة من كل نبات صغير للتسلسل الجيني لتحديد أي منها ورث جينات المقاومة. على سبيل المثال ، قلل الواسم الجيني لمقاومة اللفحة المتأخرة الوقت الذي تستغرقه هذه العملية بنسبة 50 في المائة.
نقل المقاومة
تتراكم فيروسات البطاطس وتؤدي إلى تآكل الغلة من دورة محصول إلى أخرى ، في حين أن اللفحة المتأخرة يمكن أن تدمر حقلاً من نباتات البطاطس في غضون أسابيع. عندما تزرع الأصناف المقاومة للآفات المتأخرة على نطاق واسع لسنوات ، يتطور العامل الممرض للتغلب على آلية المقاومة الخاصة بهم. لذلك ، يبحث المربون دائمًا عن مصادر جديدة للمقاومة ، توجد كثيرًا في البطاطس المحلية أو البرية.
تم تهجين CIP مؤخرًا مع بطاطس برية موطنها كاخاماركا ، في شمال بيرو ، لإنتاج بطاطس مقاومة لللفحة المتأخرة والتي يحتمل أن تكون مجدية تجاريًا. بالاشتراك مع شركاء تربية في العديد من البلدان ، تخضع هذه الحيوانات المستنسخة من البطاطس حاليًا للتقييم لاحتمال إطلاقها كأصناف في بيرو.
منذ عام 1973 ، يقوم بنك الجينات CIP بجمع وحفظ البطاطس المحلية والبرية ، والعديد منها يقاوم الآفة المتأخرة. كجزء من مبادرة دولية لحفظ ودراسة واستخدام التنوع الجيني للبطاطس والطماطم والباذنجان والفلفل - وكلها مرتبطة - تم فحص الكثير من هذا التنوع البيولوجي لمقاومة الأمراض وخضع للتسلسل الجيني في السنوات الأخيرة.
لا يمكن التقليل من فوائد التغلب على اللفحة المتأخرة. تقدر التقديرات خسائر البطاطس العالمية السنوية بسبب هذا المرض بنحو 5 مليارات دولار أمريكي في عام 2019. ويمكن أن يؤدي تقليص هذه الخسائر باستخدام أصناف أكثر مرونة إلى إحداث فرق مذهل بالنسبة لصغار المزارعين ، مما يساعدهم على تحويل عملياتهم من الكفاف إلى العمليات التجارية.
باستخدام الواسمات الجينية ، يصبح من السهل على المربين تطوير بطاطس مرنة وذات إنتاجية عالية مع السمات الرئيسية - المذاق ، والملمس ، ووقت الطهي - التي يسعى إليها المستهلكون المحليون. ستمكن الأصناف الناتجة المزارعين من تلبية الطلب المتزايد على الغذاء ، وتحسين دخلهم ، والتعامل مع التحديات غير المتوقعة لعالم متغير.