Широки хоризонти за селекция на растенията

Обединяването на последните по време научно-технически постижения ускорява внедряването на нови сортове

В последните петдесет години генетиката работи по такива направления, като увеличаване на добивите и придобиване на характеристики, гарантиращи безопасна агротехника: устойчивост към полягане, стабилност на добива, ефективност в условия на висока плътност на посева, резистентност към болести, бързо отдаване на влагата в края на вегетационния цикъл.
Въведените в схемите на селекция биотехнологии ускоряват внедряването на нови сортове и в значителна степен способстват за прогреса през последните години. Идентификацията на сегментите на ДНК на генома с помощта на маркери и хаплоидизация дава възможност за откриване на търсените гени, която позволява да се пресъздадат индивиди на основата на хаплоидни клетки. Удвояване количеството на хромозомите след това бързо довежда до пълнота на хомозиготните индивиди. Това позволява времето за въвеждане на сортове-кандидати да се съкрати за последните 30 години, прескачайки последователните поколения от кръстосване на полето. Такова ускорение мотивира производителите да придобиват всяка година все по-продуктивни сортове.
Хибридизацията е мощен мотор за прогреса на генетиката
Изучаването на генома се превърна днес в рутинна работа („високоскоростно“ сегментиране) с ниска себестойност. Ускоряване циклите за въвеждането на нови сортове, вариабилността за сметка на създаване на различни комбинации от гени дават възможност за пълно използване на „ефекта на хибридизация“ като мощен мотор за прогреса на генетиката. Интензивните изследвания, възможността за съхранението им и техният обмен позволяват да се обработва огромна маса информация и да се планират най-ефективни комбинации. Глобалната стратегия на геномната селекция интегрира съвременните технически знания и ноу-хау. Тя позволява съществено подобряване на такива сложни функции като устойчивост на воден стрес и способност за възстановяване след него.
Глобален подход за продуктивно усвояване на водата
Продуктивното усвояване на водата и азота в хода на метаболизма е още едно планирано преимущество. Тези качества се осигуряват едновременно от много гени и могат да бъдат подобрени само с помощта на глобалния подход.
Тъй като в света основната маса царевица се отглежда на неполивни полета, устойчивостта към воден стрес днес е основно направление на частни и държавни изследвания. В страните, прилагащи иригация, задължително направление е подобряване ефективността при използване на водата в напояването, тъй като тя става все по-ценна и по-ценна (More crop per drop).
През последните 30 години царевицата се превърна в надеждна култура
Царевицата притежава огромно преимущество в тази гонка за сортово усъвършенстване: нейната относителна устойчивост към болести позволява на селекционерите да се съсредоточат върху характеристиките на добива, при нея не е необходимо да се гонят два заека.
В процеса на геномната селекция „високоскоростните генотипове“ допълват проверката на полето за исканите качества на хибрида-кандидат. Тази квалификационна фаза, наричана фенотипове и провеждана в условията на автоматични наблюдения в оранжерии с контролиран климат, позволява да се оцени поведението на растенията преди тяхното засяване на полето. Накрая, необходимо е самите производители да определят качествата на хибридите, на които те разчитат и които са им необходими, а така също да проверят тези качества в различни условия на отглеждане на техните полета.
Поради ръста в добивността в продължение на 100 години се наблюдава също подобряване на основните агротехнически характеристики, които за тридесет години направиха царевицата много надеждна култура, здрава и устойчива към механични въздействия. Сега от селекцията се очакват подобрения на по-сложни характеристики, които касаят метаболизма на растенията, например ефективността на усвояване на водата и азота, устойчивостта към стрес, причинен от природни условия и др.
Усъвършенстването на агротехниката ускорява развитието на генетиката
Прогресът на генетиката не изключва необходимостта от усъвършенстване на агротехниката, която днес е предмет на активна изследователска работа. Ето няколко примера в тази насока.
Точните технологии в селското стопанство позволяват ефективно да се експлоатира пространството (GPS), да се прилагат и разпределят входящите ресурси: семена, хербициди. Те дават и възможност да се икономисат торове в зависимост от картата на почвата и добивността.
Смята се, че точното селско стопанство може скоро да осигури 10% чисто увеличение на добива.
Съставянето на карта на добивността открива пътя към прецизно селско стопанство, при което входящите ресурси се икономисват и се разпределят разумно по полето.
Спътниковите наблюдения в реално време, в комплекс с наблюденията на климата на местността и контролните измервания с помощта на дрони, позволяват да се осъществят конкретни видове дейности, използвайки нужните препарати в необходимата дозировка.
Усъвършенстването на почвообработващата техника и нейният избор трябва да съответстват на местната агротехника: бързи сеялки, позволяващи оперативно да се използват освободеното пространство; усъвършенстване на иригационните инсталации; наблюдение на посевите за навременно предупреждение; изменение на сортовия състав, който дава възможност да се увеличи гъстотата на посева и да се оптимизира експлоатацията на земята. Всички тези технологии се обединяват за подобрено използване в производството на ресурсите, т. е. за екологична интензификация на производството на царевица. В по-дългосрочна перспектива може да се съвмести техниката за химична защита на растенията и алтернативните стратегии (биоконтрол), които също са залог за всички достижения в биотехнологията и знания за вътрешното функциониране на растенията.
В тези условия средният световен показател за добивността трябва да расте още в бъдещите години. Следователно постоянният процес на подобрение на растенията и агротехниката, започнал преди повече от 7000 години, продължава. Надеждата, разбира се, ще завърши прехода към агроекологията, основавайки се именно на прогреса на генетиката и интегрирането на технологиите.
В този случай, ако нормативните и политически отношения не възпрепятстват развитието на генетиката и внедряването на възможности и средства в производството, царевицата ще получи всички шансове да стане Растението на XXI век.