Innowacje w badaniach odmian roślin pod kątem trwałości i odporności
Nowe odmiany roślin są kluczem do wydajnego rolnictwa przyszłości. Wprowadzenie na rynek nowej odmiany wymaga, aby nowe kandydujące odmiany różniły się od istniejących wariantów, głównie na podstawie kryteriów morfologicznych. Ponadto cechy muszą być jednolite wśród roślin i stabilne. Badanie odrębności, jednolitości i stabilności jest niezbędne do przyznania prawa własności do odmiany rośliny(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Nowa odmiana musi również charakteryzować się dobrymi wynikami hodowli. Jest to określane za pomocą testów wartości gospodarczej odmian, które mierzą wydajność gatunków poprzez ocenę cech, takich jak plony, jakość i odporność na choroby. Przeprowadzanie tych testów jest konieczne na mocy przepisów obowiązujących w Europie. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu InnoVar(odnośnik otworzy się w nowym oknie) miał na celu zwiększenie sprawności tych testów i rozszerzenie możliwości testowania o cechy odporności i trwałości poprzez wykorzystanie najnowocześniejszych technologii. W ten sposób InnoVar i jego siostrzany projekt INVITE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) przyczyniły się do wprowadzenia na rynek nowych odmian roślin, które są lepiej dostosowane do różnych warunków i zrównoważonych praktyk.
Genomika, fenomika oraz obrazowanie
Genomika charakteryzuje się ogromnym potencjałem w zakresie badań nowych odmian roślin, ponieważ może zwiększyć przepustowość poprzez zmniejszenie liczby odmian referencyjnych wykorzystywanych w ramach kosztownych prób polowych. Fenomika wykorzystująca obrazowanie z drona w celu gromadzenia informacji o rozwoju roślin skraca czas potrzebny do pomiaru cech w porównaniu z pracochłonną ręczną dokumentacją. „Zespół projektu InnoVar wykazał, że genomika może pozwolić na identyfikację wielu cech istotnych dla badań nowych odmian roślin, a włączenie do procesu zdjęć z powietrza poprawia przepustowość. Zespół wykazał ponadto, że możliwe jest ukończenie testów odrębności, jednolitości i stabilności w ciągu zaledwie roku dzięki wykorzystaniu dwóch lokalizacji, co skraca czas względem dwuletnich badań w jednej lokalizacji”, wyjaśnia Lisa Black, koordynatorka projektu z ramienia Instytutu Rolnictwa, Żywności i Nauk Biologicznych(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Dane środowiskowe i uczenie maszynowe
Dane środowiskowe są istotnym czynnikiem w procesie oceny przydatności odmian w różnych scenariuszach upraw. Rodzaje gleby i modele pogodowe mają kluczowe znaczenie dla wydajności, a postępująca zmiana klimatu zwiększy ich znaczenie. Algorytmy uczenia maszynowego mogą wyszukiwać wzorce i przewidywać wydajność upraw poszczególnych odmian na podstawie złożonych danych genomicznych, fenomicznych, fenotypowych i środowiskowych. Zespół projektu InnoVar opracował innowacyjny system rekomendacji odmian roślin, który wykorzystuje podejście charakteryzujące się niskim ryzykiem i wysoką przepustowością w celu badania reakcji odmian na nawozy w zależności od uprawy i lokalizacji. Badacze identyfikują i klasyfikują odmiany pod względem trwałości i odporności. „Koncentracja na odporności i trwałości zamiast na maksymalnej wydajności upraw zapewni, że nowe odmiany roślin istotnie przyczynią się do rozwoju zrównoważonych systemów rolniczych, bardziej odpornych na wyzwania klimatyczne”, mówi Black.
Nowa baza danych i wzór na przyszłość
Zespół projektu InnoVar przeprowadził szeroko zakrojone badania polowe, pokonując wyzwania związane z pandemią COVID-19 w celu dystrybucji próbnych nasion w pięciu strefach rolno-klimatycznych i dziesięciu krajach. Umożliwiło to zespołowi opracowanie zharmonizowanej bazy danych genomicznych, fenomicznych, fenotypowych i środowiskowych zebranych z badań roślin uprawnych w całej Europie. Wyniki projektu wskazują, że proces badania odmian roślin powinien być dostosowany do stref rolno-klimatycznych, choć istnieje potencjał harmonizacji w różnych regionach Europy. Rezultaty prac w ramach projektu InnoVar zostały rozpowszechnione wśród badaczy odmian roślin za pośrednictwem Wspólnotowego Urzędu Ochrony Odmian Roślin (CPVO) i Międzynarodowego Związku Ochrony Nowych Odmian Roślin (UPOV), a także wśród rolników i hodowców, do których zostały skierowane działania informacyjne. „Przyszłe projekty mogą opierać się na wynikach prac InnoVar, dzięki czemu będą w stanie wprowadzić bardziej wydajne sposoby badania nowych odmian w celu gromadzenia informacji na temat ich trwałości i odporności”, podsumowuje Black. Przewiduje się powszechne wdrożenie nowych rozwiązań w Europie, czego skutkiem będzie opracowanie nowych odmian roślin odpornych na wyzwania związane ze zmianami klimatu.
