Uprawy odporne na suszę gotowe na zmiany klimatyczne
Prognozy dotyczące zmiany klimatu przewidują, że w kolejnych latach rośliny uprawne będą w zwiększonym stopniu narażone na susze i działanie wysokich temperatur. Pilnie potrzebne są zatem nowe odmiany i strategie, które pozwolą zmniejszyć zagrożenie dla globalnego bezpieczeństwa żywnościowego. W ramach unijnego projektu DROPS (Drought-tolerant yielding plants) stworzono nowe techniki w celu poprawy wydajności użytkowania wody i zwiększenia plonów z roślin uprawnych doświadczających warunków suszy. Naukowcy przeprowadzili modelowanie wydajności roślin w wielu scenariuszach środowiskowych opartych na obecnym i przyszłym klimacie. Uczestnicy projektu użyli kukurydzy, pszenicy durum i pszenicy zwyczajnej do zbadania czterech cech: wskaźnika niewykiełkowania, utrzymania wzrostu wegetacyjnego, struktury systemu korzeniowego i efektywności transpiracji. Przyjrzano się naturalnej odmianie czterech cech poprzez zidentyfikowanie regionów w genomie, które kontrolują je w różnych warunkach suszy i w różnych temperaturach. Znaczenie wariantów genów (alleli) było badane w setkach scenariuszy klimatycznych przy pomocy modelowania roślin uprawnych. Umożliwiło to identyfikację kombinacji alleli powiązanych ze zwiększoną wydajnością plonów oraz zużyciem wody w różnych regionach Europy, zarówno w aktualnych, jak i przyszłych scenariuszach klimatycznych. Symulacje oparte na hipotezie dotyczącej adaptacji cyklu uprawowego do zmian klimatycznych dały nieoczekiwane rezultaty, pokazujące, że w dobrze nawodnionym środowisku zmiany klimatyczne będą miały ograniczony wpływ na wysokość plonów. Aktualnie przeprowadzane symulacje wpływu zmian klimatycznych w ramach hipotezy, zgodnie z którą rolnicy będą przeciwdziałać zwiększonemu ryzyku związanemu z wysokimi temperaturami i niedoborami wody, wybierając genotypy przystosowane, wyraźnie pokazują, że to drugie źródło adaptacji również wpływa na zmniejszenie efektów zmiany klimatu. Wreszcie dedykowany system informatyczny umożliwił bezpieczny dostęp do całego zbioru danych projektu DROPS. Składał się on ze scentralizowanej bazy danych zawierającej informacje o fenotypach, zebrane w trakcie eksperymentów terenowych, oraz z serwisów internetowych, które łączą bazy danych genotypów, genomów i fenotypów zgromadzonych na platformach. System informatyczny zawierał narzędzia umożliwiające ocenę poprawności pomiarów fenotypowych i kojarzenie ich ze zmiennymi środowiskowymi. Pozwoliło to na łączoną analizę danych fenotypowych (zebranych w terenie i na platformach) wraz z danymi dotyczącymi warunków środowiskowych i genotypów wykorzystywanych w analizie genetycznej. Dzięki projektowi DROPS naukowcy i hodowcy roślin mają do dyspozycji pełniejszą wiedzę i lepsze narzędzia umożliwiające poprawę wydajności plonów i zużycia wody. Działania te pomogą szerzyć strategie doskonalenia upraw z myślą o tworzeniu odmian uprawnych o większej odporności, które byłyby w stanie wytrzymać niesprzyjające warunki klimatyczne.
Słowa kluczowe
Stres środowiskowy, odmiany, DROPS, odporność na suszę, genom, fenotyp, hodowcy roślin
