Nowe narzędzia i metody wyboru upraw dostosowanych do przyszłych wyzwań
Aby utrzymać w przyszłości bezpieczeństwo żywnościowe, Europa będzie musiała uprawiać nowe rośliny, które będą w stanie sprostać wyzwaniom związanym ze zmianami klimatu. Wymaga to m.in. testowania i wprowadzania odmian lepiej przystosowanych do zrównoważonych metod prowadzenia upraw. W ramach finansowanego ze środków UE projektu INVITE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) konsorcjum interesariuszy reprezentujących różne dyscypliny postawiło sobie za cel poprawę wydajności testowania odmian roślin uprawnych. Efektem było opracowanie szeregu narzędzi i metod umożliwiających przetestowanie powodzenia upraw w różnych warunkach produkcyjnych i pod wpływem różnych czynników stresogennych. Zespół pracował nad 10 różnymi uprawami o znaczeniu komercyjnym — głównie kukurydzą i pszenicą. Osiągnięto również znaczne postępy w uprawie słonecznika, pomidorów, jabłek i roślin pastewnych, a także soi i rzepaku. „Główne presje, które testowaliśmy, były biotyczne, takie jak szkodniki i choroby, oraz abiotyczne, przez które rozumiemy wpływ zmian klimatu” — wyjaśnia François Laurens(odnośnik otworzy się w nowym oknie), naukowiec z Narodowego Instytutu Badawczego Rolnictwa, Żywności i Środowiska(odnośnik otworzy się w nowym oknie) we Francji.
Definiowanie bioindykatorów dla najważniejszych stresów upraw
Zespół najpierw przeprowadził badania w celu zdefiniowania bioindykatorów najważniejszych stresów. Aby sprawdzić wpływ stresu biotycznego na uprawy, zespół postanowił określić ilościowo poziom występowania bardzo szkodliwej choroby grzybiczej o nazwie septoria(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w uprawach pszenicy w okresie bezobjawowym. Ze stresów abiotycznych naukowcy wybrali trzy przykłady obejmujące bioindykatory pobierania wody przez rośliny, testowanie pomidorów w różnych warunkach wzrostu oraz testowanie wzorców epigenetycznych w klonach jabłoni dla różnych przyszłych europejskich warunków klimatycznych.
Rozwój nowych narzędzi i metod
Głównymi rezultatami projektu było opracowanie zaawansowanych narzędzi i metod testowania odmian roślin uprawnych, co przełożyło się na duże postępy w zakresie fenotypowania, genotypowania i modelowania. Na potrzeby fenotypowania zespół opracował ponad 40 testów dla prawie wszystkich roślin uprawnych, dla szerokiej gamy cech roślin, w tym właściwości organów, chorób, rozwoju roślin i adaptacji do zmian klimatu. Testy terenowe i laboratoryjne wykorzystywały wiele technologii, w tym telefony komórkowe, drony, kamery teleskopowe Literal(odnośnik otworzy się w nowym oknie), urządzenia przeznaczone specjalnie do niektórych upraw oraz platformy fenotypowania. „Udało nam się znacznie zwiększyć poziomy gotowości technologicznej (TRL) różnych badanych narzędzi” — dodaje Laurens. Urzędy badające osiągnęły niektóre z najwyższych poziomów TRL zarówno w zakresie technologii upraw pszenicy, mierząc kluczowe cechy związane z wynikami agronomicznymi za pomocą kamer teleskopowych Literal i dronów wyposażonych w kamery wielospektralne i RGB. W przypadku kukurydzy również odniesiono jeden spory sukces, rozwiązanie „earbox“ do oceny charakterystyk kolby kukurydzy. W zakresie genotypowania zespół projektu INVITE zdefiniował markery molekularne powiązane z określonymi cechami roślin, które pomagają w zarządzaniu kolekcjami referencyjnymi. Zaproponował też nowe biotesty dla trzech głównych chorób roślin: wirusa mozaiki pomidora, wirusa brązowej plamistości pomidora i chorób powodowanych przez grzyba fusarium. Zaproponowano też inne testy dla wszystkich upraw i wielu cech. W ramach projektu INVITE wykorzystano również długą serię danych historycznych do szkolenia nowych modeli w zakresie modelowania statystycznego i fizjologicznego. Poza czystym modelowaniem zespół podkreśla swoje postępy w typowaniu środowiskowym („envirotyping“), metodzie, która ocenia, w jaki sposób odmiany upraw będą rosły w różnych krajach UE w przyszłych scenariuszach rolno-środowiskowych. Warte uwagi jest również opracowane prototypowe narzędzie wspomagania decyzji dla upraw słoneczników. Pomaga wybrać rolnikom kultywar z uwzględnieniem odmiany, wartości agronomicznej, wyników i środowiska.
Zalążki nowych projektów europejskich
Bezpośrednie działania następcze będą prowadzone w ramach innych projektów unijnych, w tym PHENET(odnośnik otworzy się w nowym oknie), AppleBiome(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i InnOBreed(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Jednym z głównych osiągnięć projektu było stworzenie prawdziwego konsorcjum, które skupia organy naukowe, urzędy badające i porejestracyjne oraz hodowców roślin” — podsumowuje Laurens.
