CORDIS
Wyniki badań wspieranych przez UE

CORDIS

Polski PL

Wheat and barley Legacy for Breeding Improvement

Polski PL

Nowe dane na temat ewolucji i adaptacji upraw zwiększają bezpieczeństwo żywnościowe

Według prognoz liczba ludności na świecie ma osiągnąć prawie 10 miliardów do 2050 roku. W związku z tym Organizacja Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa (FAO) ostrzega, że obecna produkcja żywności może nie pozwolić na zaspokojenie przyszłego zapotrzebowania. Biorąc pod uwagę ograniczoną dostępność gruntów rolnych, jedyną realistyczną opcją jest zwiększenie plonów, a także podniesienie wydajności niektórych aspektów upraw, takich jak nawadnianie i nawozy.

ŻYWNOŚĆ I ZASOBY NATURALNE

© CREA Research Centre for Genomics and Bioinformatics

Ogromne zróżnicowanie warunków uprawy roślin w całej Europie wymaga stosowania odmian roślin przystosowanych do radzenia sobie z nowymi szkodnikami i chorobami, a także zmiennymi warunkami pogodowymi, dostosowanych przy tym do wymagań rynku. Gwałtowny wzrost liczby ludności na świecie, a także postępujące zmiany klimatu zagrażają bezpieczeństwu żywnościowemu. W związku z tymi wyzwaniami powstał finansowany przez Unię Europejską projekt WHEALBI, którego celem było usprawnienie produkcji pszenicy i jęczmienia oraz wprowadzenie nowych odmian wraz z innowacyjnymi systemami ich upraw. Naukowcy skupieni wokół projektu połączyli osiągnięcia w zakresie genomiki, genetyki oraz agronomii w celu zebrania i zestawienia danych dotyczących ponad tysiąca linii genetycznych pszenicy i jęczmienia. Dane te zostaną wykorzystane na potrzeby programów hodowli i zarządzania uprawami. Ocena różnorodności upraw i linii hodowlanych Z racji tego, że każda roślina zawiera tysiące genów, skuteczne opracowywanie nowych odmian, które pozwalają hodowcom na wyposażenie roślin w zestaw nowych cech, jest zarówno złożone, kosztowne, jak i czasochłonne. Co więcej, hodowcy często starają się przewidywać potrzeby rolników, konsumentów oraz środowiska naturalnego z wyprzedzeniem kilku lat. Biorepozytoria, nazywane czasem „bankami zasobów genowych”, pozwalają na uproszczenie tego procesu, pełnią bowiem rolę banków nasion, gromadząc zbiory roślin uprawianych zgodnie z zasadami identyfikowalności, a także nasiona przechowywane w celu dystrybucji przez co najmniej 10 lat. Różnorodność gatunkowa, połączona z rozwiązaniami sekwencjonowania genomu nowej generacji, pozwala na charakteryzację roślin na nieosiągalnym dotychczas poziomie, co stanowi niezwykle ważną pomoc dla hodowców. Zasoby genowe zgromadzone w ramach projektu WHEALBI zostały scharakteryzowane zarówno w terenie (w szkółkach) w szeregu lokalizacji zapewniających zróżnicowanie klimatyczne, obejmujących miejsca od Szkocji, aż do Izraela, a także przy pomocy platform fenotypowych do skanowania całych genomów roślin w celu znalezienia konkretnych cech. W ramach tych działań naukowcy poszukiwali i badali sygnatury selekcji adaptacyjnej, a następnie identyfikowali allele genów kandydujących w celu ujawnienia nowych zmian powiązanych z konkretnymi fenotypami. „Skutecznie udało nam się zgromadzić wszystkie możliwe do uzyskania dane na temat 1 024 przebadanych odmian, obejmujące przede wszystkim informacje dotyczące cech adaptacyjnych, które zwiększają odporność na choroby, a także na trudne warunki klimatyczne, na przykład mróz i suszę”, twierdzi Gilles Charmet, koordynator projektu. Badacze zajmujący się agronomią byli w stanie przeprowadzić badania genetyczne na szeregu odmian, mieszczących się w obserwowanym zakresie różnorodności, w różnych systemach upraw, obejmujących między innymi uprawę bezorkową (uprawę konserwującą) oraz hodowlę ekologiczną. Uzyskany w ten sposób publicznie dostępny zbiór linii wsobnych pszenicy i jęczmienia (materiałów roślinnych zebranych w jednym czasie) wraz z danymi geograficznymi oferuje wyjątkową możliwość dostępu do historii życia, informacji na temat cech oraz fenotypów tych upraw. W ramach projektu WHEALBI pozyskane zostały również dane dotyczące egzonu – części odpowiedzialnej za kodowanie genomu – dla różnorodnych odmian jęczmienia i pszenicy, przede wszystkim jednak dla odmian ozimych, dopasowanych do warunków panujących w Europie. Druga zielona rewolucja? W ramach projektu naukowcy scharakteryzowali nowe systemy zarządzania uprawami, oceniając ich wpływ gospodarczy zarówno na poziomie poszczególnych gospodarstw rolnych, jak i całej Unii Europejskiej. Osiągnięcia projektu mogą doprowadzić do powstania bardziej konkurencyjnego przemysłu rolnego w Europie, oferującego większe plony oraz korzyści płynące z eksportu, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów oraz zwiększonej wydajności przetwarzania. Dzięki zmniejszeniu wykorzystania zasobów naturalnych poprzez wprowadzenie odmian roślin zapewniających wyższe plony i większą odporność na choroby hodowla roślin może pomóc w zwiększeniu bezpieczeństwa łańcucha żywnościowego. Ponadto takie podejście może przynieść korzyści dla środowiska w związku z mniejszym wykorzystaniem pestycydów, a także zwiększeniem bioróżnorodności. Dodatkowo innowacje opracowane w ramach projektu nie tylko pozwolą na poprawę jakości, smaku, wygody oraz sezonowości żywności, ale także zaoferują korzyści dla zdrowia związane z nowymi odmianami, takimi jak na przykład owies ze zwiększonym poziomem antyoksydantów. Większość zbiorów zgromadzonych w ramach projektu WHEALBI została udostępniona na specjalnej witrynie internetowej. „Każdy naukowiec lub hodowca może poprosić o nasiona do własnych eksperymentów i bez problemu wykorzystywać je do badań lub hodowli”, mówi Charmet.

Słowa kluczowe

WHEALBI, dostosowywanie upraw, bezpieczeństwo żywnościowe, pszenica, jęczmień, genom, biorepozytoria, banki nasion, zmiany klimatu, populacja

Informacje na temat projektu

Identyfikator umowy o grant: 613556

Status

Projekt zamknięty

  • Data rozpoczęcia

    1 Stycznia 2014

  • Data zakończenia

    31 Grudnia 2018

Finansowanie w ramach:

FP7-KBBE

  • Całkowity budżet:

    € 6 904 176,80

  • Wkład UE

    € 4 999 996

Koordynowany przez:

INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE

Ten projekt został przedstawiony w…