Dalam dekad yang akan datang, menyediakan makanan kepada penduduk dunia yang semakin meningkat akan memerlukan menggandakan pengeluaran tanaman pertanian. Bersama dengan jagung, beras dan gandum, kentang adalah tanaman makanan yang paling banyak ditanam di dunia. Kelebihannya: mampu milik, nilai pemakanan yang tinggi, kesesuaian untuk penyimpanan jangka panjang dan hasil yang tinggi. Ia berfungsi sebagai asas untuk menyediakan pelbagai hidangan baik di rumah dan dalam sistem katering awam, dan juga kekal sebagai bahan mentah penting untuk pemprosesan.
Tetapi kentang adalah tanaman yang sukar dalam banyak parameter ekonomi dan biologi. Penggunaan air yang menjimatkan dan kebolehsuaian kepada iklim sejuk digabungkan dengan keperluan yang tinggi untuk kelonggaran tanah dan ketiadaan batu. Atas sebab ini, taburan kawasan penanaman kentang di kawasan berbeza di dunia adalah sangat tidak sekata (Rajah 1).
Rajah 1. Taburan kawasan kentang di seluruh dunia (FAO 2016)
Penanaman intensif tanaman dengan hasil 40-50 t/ha memerlukan kawalan aktif terhadap banyak penyakit dan perosak, oleh itu banyak produk perlindungan tumbuhan kimia digunakan, yang boleh memberi kesan yang ketara kepada alam sekitar. Sebagai contoh, hampir keseluruhan kawasan di bawah kentang di wilayah AS dengan pengkhususan jangka panjang dan maksimum (Idaho, Washington, North Dakota) secara berkala tertakluk kepada pengasapan. Ini bermakna menambah kira-kira 500 kg/ha ubat mujarab, seperti natrium metham atau kloropikrin, ke dalam tanah. Tanpa pensterilan sedemikian, adalah mustahil untuk mendapatkan produk berkualiti tinggi di sana, kerana tanahnya sangat dijangkiti. Di negara membangun, hasil sehektar adalah rendah (15-20 t/ha) disebabkan penggunaan bahan sumber yang berkualiti rendah dan kaedah penanaman yang tidak optimum. Pada peta dunia, Rusia juga termasuk dalam kalangan wilayah tersebut (Rajah 2).
Rajah 2. Taburan global hasil kentang (t/ha), FAOSTAT, 2014-2016
Walau bagaimanapun, kita tidak boleh lupa bahawa data statistik Persekutuan Rusia masih mengambil kira hasil kentang pada plot isi rumah penduduk, yang dalam apa jua keadaan tidak boleh setinggi dalam perusahaan pertanian khusus, yang telah lama mencapai tahap 30-40 t/ha. Itu. Wilayah Rusia ditunjukkan dengan betul pada peta ini bukan dalam oren, tetapi dalam hijau muda atau, dalam kes yang melampau, kuning.
Menurut ramalan FAO, kawasan penanaman kentang pada masa hadapan akan meningkat paling kuat di Afrika, Amerika Latin dan Asia Tenggara (Rajah 3).
Rajah 3. Masa depan pengeluaran kentang. Bar biru – data untuk 2015, oren – ramalan untuk 2030, kuning – ramalan untuk 2050
Kawasan di Amerika Utara dan China akan kekal pada tahap yang sama, manakala di Eropah ia akan berkurangan. Jelas sekali, ramalan ini sangat umum. Negara pengeluar kentang Eropah utama yang sama NWEC-05 (Jerman, Perancis, Belanda, Belgium dan England) tidak akan berkurangan, tetapi hanya akan meningkatkan pengeluaran kentang. Analisis perniagaan terperinci mengenai keadaan, keadaan dan peluang untuk pembangunan selanjutnya industri penanaman kentang di negara-negara ini telah diterbitkan baru-baru ini (Jadual 1).
Jadual 1. Analisis SWOT pengeluaran kentang di negara NWEC-05
Kekuatan: tanah dan keadaan iklim yang sangat baik untuk menanam kentang, yang membawa kepada hasil kentang tertinggi pada skala global; penanam kentang yang berkelayakan tinggi dan/atau berpengalaman; membangunkan rantaian bekalan bersepadu daripada pembiakan dan pengeluaran benih ke pasaran akhir; industri pemprosesan yang dibangunkan, terutamanya untuk pengeluaran makanan sejuk beku; ketersediaan dan akses kepada teknologi terkini untuk pengeluaran kentang, perlindungan tanaman dan penyimpanan; penyelidikan akademik dan komuniti peringkat tinggi untuk menangani masalah dalam sektor kentang; ketersediaan perkhidmatan sokongan/pengedaran kentang di seluruh NWEC-05; kehadiran organisasi kentang antarabangsa seperti Europatat (perdagangan), EUPPA (pemproses) dan NEPG (pengeluar); rangkaian perdagangan yang dibangunkan dengan baik untuk eksport produk kentang segar dan diproses.
Kelemahan: Pengairan kentang menghasilkan pelepasan CO yang lebih tinggi2 dari segi hasil bahan kering; penggunaan racun perosak dalam kuantiti yang banyak untuk mengawal penyakit/perosak/rumpai; sistem akar dengan kecekapan N rendah, membawa kepada kos N tinggi dan risiko daripada larut lesap N; keperluan untuk tahap tinggi teknologi yang digunakan; Permatang tanah menyebabkan larian air dan nutrien dan hakisan di kawasan landai; turun naik yang tinggi dalam harga kentang berbanding peningkatan kos pengeluaran; kekurangan tahap kerjasama awam yang tinggi antara negara untuk bersama-sama menyelesaikan isu pengeluaran; cabaran ekonomi antara pelakon dalam rantaian nilai kentang; imej buruk sektor kentang dalam media.
Возможности: teknologi pembiakan baharu untuk mempercepatkan penciptaan varieti; pembangunan pertanian ketepatan dan penderiaan jauh; pembangunan produk kawalan bio untuk memerangi penyakit kentang, perosak dan rumpai; pembangunan alternatif mekanikal kepada racun perosak kimia untuk kawalan penyakit/perosak/rumpai; potensi untuk mengembangkan kerjasama dalam pengeluaran pelbagai jenis kentang dalam rangka kerja NWEC-05; permintaan yang semakin meningkat untuk pengeluaran kentang organik; perubahan iklim membawa kepada musim penanaman yang lebih panjang dan kadar pertumbuhan dan hasil tanaman yang lebih tinggi; meningkatkan saluran jualan kentang jangka pendek; permintaan yang semakin meningkat untuk pengetahuan, ubi benih, produk kentang di negara membangun.
Ancaman: pengurangan penggunaan kentang di Eropah; penyakit baru dan masalah perosak; masalah perlindungan tanaman dan ubi kerana larangan bahan aktif; perubahan iklim dan peristiwa cuaca melampau; kesan intensifikasi pengeluaran kentang terhadap kesuburan tanah dan kesihatan tanah global (evolusi penyakit/perosak, larian air, hakisan tanah, pemadatan tanah); di sesetengah kawasan (F, D, England) pengairan diperlukan untuk mengekalkan atau mencapai hasil yang lebih tinggi; lobi atau kedudukan pemasaran yang tidak rasional mengenai amalan yang semakin meningkat (cth kempen Tiada Residu terhadap peraturan had baki maksimum); perkembangan berlebihan pemprosesan kentang.
Rusia mempunyai semua syarat dan peluang untuk menjadi pengeluar utama kentang dan produk kentang komersial berkualiti tinggi pada skala global. Hanya kebanyakan ciri tersendiri yang kuat dalam penanaman kentang Eropah masih merupakan ciri kelemahan kentang Rusia. Industri penanaman kentang komersial di Persekutuan Rusia baru sahaja dibentuk dan telah mencapai keluasan 300 ribu hektar dan jumlah pengeluaran kira-kira 8 juta tan (jumlah kentang komersial yang sama dihasilkan di Belanda). Ia tidak mempunyai kestabilan dan banyak institusi berfungsi dan sokongan yang disenaraikan dalam Jadual 1. Tetapi terdapat kelebihan yang tidak dapat dinafikan dari segi pengeluaran berskala besar, tahap beban racun perosak yang rendah digunakan (pengasapan tanah, contohnya, tidak digunakan sama sekali), biologi, iklim musim sejuk yang keras membantu mengawal masalah fitosanitasi. Trend peningkatan suhu dan kegersangan yang sama, memburukkan lagi keadaan berjangkit, yang mana penanam kentang Eropah Barat paling menderita, terpaksa memindahkan, sebagai contoh, pengeluaran kentang benih ke kawasan lain, secara amnya harus dinilai sebagai perubahan iklim yang positif untuk kentang tumbuh di seluruh Rusia. Adalah jelas bahawa semakin sukar untuk menanam kentang untuk pasaran bermusim di kawasan selatan, tetapi ia menjadi mungkin untuk memindahkan kentang secara konsisten ke lebih banyak wilayah utara.
Pada masa yang sama, hanya tahap penanaman kentang Rusia yang menjanjikan yang akan bersaing secara konsisten berbanding dengan Eropah Barat dan Amerika, serta terhadap latar belakang pengeluaran tanaman makanan utama lain (gandum, beras, jagung) , dan akan membolehkan memperoleh hasil yang tinggi dalam pelbagai keadaan tanah dan iklim. Cabaran utama masa depan adalah untuk menghasilkan lebih banyak produk dengan sumber yang sama atau lebih sedikit dan dengan sisa yang lebih sedikit. Rizab dan prospek Persekutuan Rusia dalam hal ini sangat besar. Sebaik sahaja sumber asli negara mula digunakan untuk kepentingan membangunkan ekonominya, pengeluaran kentang di Rusia akan menjadi kompetitif secara konsisten, jauh lebih menguntungkan dan menguntungkan daripada di kawasan lain di dunia. Tetapi untuk ini adalah perlu bahan api, elektrik, gas, logam dan baja dibekalkan ke pasaran domestik pada harga domestik yang mencukupi yang tidak menghalang pembangunan sektor ekonomi lain. Petrol Iran di Iran berharga 10 rubel/liter (dari segi penukaran, sudah tentu), dan harga kalium klorida Belarusia 60% di Republik Belarus pada musim bunga tahun ini ialah 6 rubel/t, manakala Rusia dalam bahasa Rusia Persekutuan ialah 000 rubel/t.
Gambaran ringkas tentang keadaan penanaman kentang global diberikan secara khusus kerana hasil pengeluaran kentang (P) ditentukan oleh produk: P = G × E × M × S, di mana G ialah genotip atau varieti, E ialah tanah dan keadaan iklim, M ialah pengurusan atau tahap teknologi dan S – persekitaran makroekonomi. Keadaan tanah dan iklim yang menggalakkan adalah penting untuk memanfaatkan potensi varieti, inovasi teknologi baharu dan menyumbang kepada kemakmuran sektor kentang tempatan. Pembangunan perkhidmatan kewangan dan bukan kewangan (kadar pinjaman, pajakan, insurans, subsidi bajet untuk pengeluaran dan infrastruktur, dll.) juga merupakan komponen utama dalam memastikan kecekapan industri (Rajah 4).
Melukis. 4. Hasil (P) sistem pertanian makanan kentang luar bandar dan industri berdasarkan pengaruh perbezaan genotip (G), persekitaran (E), faktor pengurusan (M) dan keperluan dan perkhidmatan masyarakat (S)
Membiak atau mencipta varieti kentang baharu - faktor penting dalam pengeluaran kentang yang berkesan, yang hanya akan meningkatkan kepentingannya pada masa hadapan. Terima kasih kepada pentafsiran genom kentang dan keupayaan teknologi pembiakan baru, ia nampaknya menjadi rizab nombor satu untuk pembangunan selanjutnya penanaman kentang. Pengaruh keputusan arahan utama pemilihan terhadap peningkatan kecekapan penanaman kentang dibentangkan secara ringkas dalam Jadual 2.
Jadual 2. Pengaruh arah pembiakan terhadap peningkatan kecekapan pengeluaran kentang
Pilihan penyelidikan utama untuk meningkatkan kecekapan sistem pengeluaran kentang | Aspek keselamatan makanan | ||||||
Sumbangan kepada intensifikasi pengeluaran | Pendapatan petani | Kecekapan pengeluaran kalori dan nutrien | Mengurangkan kesan alam sekitar | ||||
Kecekapan air | Kecekapan guna tanah | Kecekapan penggunaan nitrogen dan fosforus | Kecekapan penggunaan racun perosak | ||||
Pemilihan dan pembiakan varieti (G - genotip) | |||||||
Potensi hasil yang tinggi | ** | *** | *** | Neutral/Negatif | *** | ** | - |
Rintangan patogen | - | *** | * | *** | ** | ** | *** |
Ketahanan terhadap kemarau / haba / kemasinan | *** | *** | * | - | ** | ** | * |
Precocity | *** | *** | *** | ** | *** | *** | *** |
Biofortifikasi (cth. besi dan zink) | - | - | - | - | * | ** | - |
Varieti hibrid sebenar F1 dan TPS, penyuntingan gen | *** | *** | *** | *** | ** | *** | *** |
Pengeluaran benih kentang (M - Pengurusan) | |||||||
Pengeluaran dan pengedaran benih berkualiti tinggi | - | ** | * | * | *** | * | Neutral/negatif. |
Pembiakan kentang bertujuan untuk mencapai matlamat yang kompleks dan sukar untuk digabungkan. Menggabungkan toleransi tekanan dan penyerapan nutrien yang cekap menjadi keutamaan untuk bertindak balas dengan lebih baik terhadap perubahan iklim yang semakin berkembang. Genotip yang mempunyai ketahanan terhadap virus, nematod, layu bakteria dan julat tekanan abiotik yang lebih luas seperti keadaan haba, kemarau dan kemasinan boleh meningkatkan produktiviti dan mengembangkan pengeluaran kentang ke kawasan baharu. Membangunkan varieti awal dan hasil tinggi dengan ketahanan terhadap P. infestans telah menjadi matlamat lama pembiakan kentang. Rintangan penyakit telah menjadi matlamat utama program pembiakan EU baru-baru ini, apabila lobi alam sekitar mencapai sekatan ke atas penggunaan racun perosak dan baja mineral, serta larangan langsung terhadap penggunaan banyak bahan aktif kimia biasa dan sukar diganti. . Biofortifikasi genetik (meningkatkan nilai pemakanan) boleh membantu mengatasi kekurangan mikronutrien dalam diet manusia dan mengekalkan tahap tinggi penggunaan ubi yang lebih berkhasiat.
Semua kejayaan yang hampir disahkan dan dicari dalam pembiakan kentang adalah berdasarkan hibridisasi, i.e. melintasi pasangan induk yang dipilih. Kejayaan integrasi dan gabungan ciri-ciri genetik ibu bapa dalam anak-anak dicapai sangat jarang disebabkan oleh genetik tetraploid kentang yang ditanam. Selain itu, keempat-empat set kromosom berbeza dalam komposisi gen. Atas sebab ini, program pembiakan kentang yang berjaya adalah berdasarkan jumlah besar bahan sumber (sekurang-kurangnya 100 ribu genotip) dan proses jangka panjang (sekurang-kurangnya 10 tahun) untuk memilih dan menilai varieti terbaik. Kecekapan pemilihan klasik tidak melebihi 0,01%. Terdapat banyak harapan untuk meningkatkan kadar dan kecekapan pembiakan melalui penggunaan hibridisasi jauh, mutagenesis, pemilihan sel, hibridisasi somatik, penandaan sifat, dan lain-lain, tetapi semua kaedah ini tidak membawa kepada penciptaan varieti kentang yang berjaya. Pada masa ini, teknologi penyuntingan genom sedang diuji secara aktif, dan saintis Belanda telah memulakan strategi pembiakan kentang untuk pengeluaran dan penggunaan benih botani hibrid (Jadual 3).
Jadual 3. Teknologi untuk mencipta varieti kentang
Teknologi untuk mencipta varieti kentang
Bagaimana ia berfungsi? | Meningkatkan kualiti kentang | Menjual benih | Perlindungan hak Eropah | Hak perdagangan | |||
Сорт | proses | ||||||
Pemilihan tradisional | Varieti baharu dibangunkan dengan merentasi varieti sedia ada, diikuti dengan penyelidikan pembiakan bertahun-tahun. | Pengenalan ciri-ciri baru mengambil masa sekurang-kurangnya 10 tahun. | Tidak sesuai untuk dijual kerana setiap ubi individu mempunyai ciri-ciri individu. | Penternak betul, kos untuk pemaju: berpuluh-puluh ribu euro. Penternak boleh memohon paten untuk ciri tumbuhan baharu. | Varieti silang adalah proses semula jadi dan tidak tertakluk kepada perundangan paten GMO EU. | Inspektorat Besar Belanda mengklasifikasikan benih kentang sebagai kelas berkualiti. Setiap negara mempunyai keperluan sendiri untuk kesihatan tanaman kentang benih. | |
Pemilihan hibrid | Varieti baharu dibangunkan dengan lebih cepat dengan melintasi garis ibu bapa tulen yang hanya mempunyai satu varian gen untuk semua gen, diikuti dengan penyelidikan bertahun-tahun. | Mereka berjanji bahawa ciri baharu boleh diperkenalkan dalam masa kurang daripada lima tahun. Walau bagaimanapun, pertama sekali adalah perlu untuk mendapatkan garisan yang sepadan dengan ciri yang sesuai. | Ya, benih kentang daripada garisan induk tulen mempunyai ciri-ciri seragam dan boleh digunakan sebagai bahan penanaman. | Penternak betul, kos untuk pemaju: berpuluh-puluh ribu euro. Penternak boleh memohon paten untuk ciri tumbuhan baharu. | Varieti silang adalah proses semula jadi dan tidak tertakluk kepada perundangan paten GMO EU. | Peraturan untuk benih kentang yang diperakui masih dibangunkan. Banyak negara belum mempunyai sebarang peraturan. | |
Pengubahsuaian genetik termasuk CRISPR-cas9 | Pengubahsuaian varieti sedia ada melalui campur tangan aktif dalam bahan genetik, diikuti dengan penyelidikan bertahun-tahun terhadap sifat dan kestabilan. | Walaupun pengubahan DNA hanya mengambil masa beberapa hari, keseluruhan proses daripada pengenalan gen kepada penyelidikan lapangan mengambil masa yang lebih lama. Projek DuRPH, di mana varieti sedia ada diberi pelbagai rintangan kepada penyakit hawar lewat kentang, mengambil masa selama 10 tahun. | Tidak sesuai untuk dijual kerana setiap ubi individu mempunyai ciri-ciri individu. | Tertakluk kepada peraturan GMO EU. Agar pelbagai diluluskan untuk digunakan, pembangun mesti menunjukkan keselamatan produk. Kos: juta euro. Penternak boleh memohon paten pada ciri tumbuhan baharu. | Pengubahsuaian genetik bukanlah proses semula jadi dan boleh tertakluk kepada permohonan paten. | Inspektorat Besar Belanda mengklasifikasikan benih kentang sebagai kelas berkualiti. Setiap negara mempunyai keperluan sendiri untuk kesihatan tanaman kentang benih. |
* Hak pembiak boleh dituntut jika varieti itu baru, berbeza, seragam dan stabil. Dengan hak pembiak baka, saintis mempunyai hak eksklusif untuk menjual benih kentang dan benih (sebenar) (Louwaars et al., 2009)
Mendapatkan benih botani daripada persilangan adalah peringkat pertama dalam pembiakan klasik. Selepas itu, ubi diperoleh daripada benih, dan varieti kentang dikekalkan dan dibiakkan secara eksklusif dalam bentuk ubi. Tetapi penternak Belanda berhasrat untuk memindahkan kentang ke kategori tanaman benih supaya kentang boleh ditanam dengan cara yang sama seperti tanaman sayur-sayuran lain yang meluas (wortel, kubis, bawang, bit), i.e. daripada benih botani, dan benih itu mempunyai semua ciri F1. Dalam hal ini, terdapat beberapa kekaburan dalam istilah "kentang hibrid". Semua jenis juga hibrid, oleh itu sebutan tambahan F1 dan TPS telah diperkenalkan untuk benih kentang botani = bahan benih. Idea perniagaan yang hebat ini direka untuk memastikan Belanda mengekalkan status dan pendapatannya sebagai peneraju dunia dalam pengeluaran benih kentang sekiranya pemanasan iklim selanjutnya tidak membenarkan penanaman bahan benih ubi berkualiti tinggi.
Prospek untuk hibrid F1 (TPS) pembiakan kentang masih sangat tidak pasti. Keyakinan awal pemula 2015-2016 untuk menghasilkan kombinasi gred meja komersial dalam masa dua hingga tiga tahun secara beransur-ansur berubah menjadi janji untuk mencipta hibrid kanji tinggi pertama menjelang 2028. Spesifikasi matlamat untuk mencipta kacukan berkanji bukanlah kebetulan - untuk kentang sedemikian tidak ada keperluan untuk keseragaman bentuk, kedalaman mata, sifat kulit, kematangan awal dan banyak lagi ciri dan sifat yang harus ada pada kentang meja moden. Sangat sukar untuk mencapai keseragaman benih botani kentang yang ditanam tetraploid dalam semua gen, dan, dengan itu, dalam ciri dan sifat, tetapi ini masih belum dapat dilakukan. Bukan tanpa alasan bahawa dalam pembiakan klasik, satu benih dari beri kentang adalah genotip yang unik dan berpotensi menjadi varieti masa depan yang berasingan, manakala benih lain dari beri yang sama boleh menjadi varieti yang berbeza, sama sekali berbeza dari yang pertama. Seperti yang dijangkakan, yang pertama mencapai kejayaan sebenar dalam mencipta kentang meja hibrid bukanlah kentang, tetapi syarikat pembiakan sayuran yang mempunyai kelayakan tinggi dan pengalaman luas dalam pembiakan hibrid. Penternak Bejo menghabiskan lebih 15 tahun mencipta varieti kentang hibrid tetraploid pertama, Oliver F1, yang telah dihasilkan dan tersedia di pasaran global sejak 2020.
Sementara itu, usaha untuk pengkomersilan benih botani sedang berjalan dengan agak dinamik, dengan sumber kewangan yang besar dilaburkan di dalamnya. Kentang hibrid telah mencapai status ikon kebangsaan di Belanda, dan kaedah pembiakan dilindungi oleh paten EU. Semua pasar tradisional untuk kentang benih Belanda telah mula menerima pakai benih botani lebih awal. Pertama sekali, di negara-negara Afrika, Asia Tengah dan Tenggara - seminar, pembentangan, penanaman demonstrasi. Dinyatakan bahawa ubi benih adalah masa lalu, dan benih botani adalah masa depan industri kentang dunia. Dan bukannya 2-3 t/ha bahan penanaman, ia akan menjadi mungkin untuk bertahan dengan hanya 30 g/ha (bukan satu perkataan tentang fakta bahawa benih perlu ditanam menggunakan teknologi anak benih, menggunakan tenaga kerja manual). Ini adalah strategi negara dan program sistematik dan sistematik yang mana semua struktur komersial dan kerajaan disambungkan.
Ternyata, benih kentang botani telah pun diuji secara tidak rasmi di Rusia. Benih heterosis botani adalah produk khusus tetapi sangat mahal. Pembeli utamanya, seperti yang diramalkan, mestilah ladang kecil di negara membangun, berpenduduk padat yang menanam kentang dengan tangan dan yang, dengan segala hormatnya, dianggap tidak munasabah sebagai kaya dan inovatif. Adalah sangat penting bagi pemaju teknologi pembiakan ini untuk memasukkan penanam kentang Rusia, yang bermurah hati dan kini membayar dua kali lebih banyak daripada orang Eropah sendiri, untuk kentang benih Eropah, di kalangan pengguna benih F1.
Pengenalan teknologi penyuntingan genomik kentang – satu lagi cara yang menjanjikan untuk mencapai faedah kentang masa depan. Penyuntingan genom ialah penambahan, pemadaman, penggantian dan translokasi bahagian DNA semulajadi organisma yang disasarkan dan disengajakan. Kaedah ini berdasarkan pengetahuan dan pemahaman tentang peranan dan fungsi gen tertentu. Apabila pengetahuan sedemikian tersedia dan sifat yang diingini boleh dicapai melalui pengubahsuaian yang disasarkan, penyuntingan genom menjadi cara yang lebih cekap untuk membuat perubahan ini berbanding dengan teknologi pembiakan lain. Tahap pengetahuan genetik terkumpul membolehkan anda mengedit varieti kentang.
Kaedah penyuntingan telah dibangunkan dan semakin digunakan sejak beberapa tahun kebelakangan ini untuk membuat pengubahsuaian genom yang tepat dan boleh diramal dalam tumbuhan tanpa menambah DNA asing. Teknik CRISPR/Cas9 telah terbukti lebih cekap daripada sistem enzim lain (zink finger nucleases (ZFNs), transcription activator-like effector nucleases (TALENs) dan meganucleases (MNs). CRISPR-Cas kini merupakan genom alat yang paling banyak digunakan. penyuntingan dan telah diterima pakai dalam penyelidikan dan pembangunan pembiakan di seluruh dunia, penyuntingan genom boleh menambah baik varieti yang kurang berprestasi atau bermasalah tanpa memperkenalkan maklumat genetik asing atau tambahan dalam bentuk DNA, membolehkan pengubahsuaian yang tepat dan boleh diramal dibuat terus ke dalam genom yang telah dicipta. varieti. Ini ialah perbezaan asas antara menyunting genom tumbuhan tanaman dan transgenosisnya, iaitu penambahan sasaran gen asing kepada genom. Organisma transgenik mudah dikesan kerana transgenosis mencipta set gen baharu, unik dan atipikal.
Perubahan genetik yang dibuat menggunakan teknologi CRISPR-Cas tidak berbeza dengan perubahan yang boleh berlaku secara semula jadi atau hasil daripada pembiakan konvensional. Ini bermakna tanpa pengetahuan awal, adalah mustahil untuk menentukan sama ada perubahan genetik adalah hasil daripada penyuntingan genom. Sebaik sahaja produk yang diedit genom meninggalkan makmal, ia menjadi sukar untuk mengawal penyebaran selanjutnya. Ciri inilah yang kini menghalang pengkomersilan varieti yang disunting dengan ketara - prosedur genetik adalah mahal dan perlu dibayar balik apabila menggunakan kesan yang terhasil; pembangun sedang mencari peluang untuk perlindungan paten bagi produk penyuntingan.
Penyuntingan genom telah digunakan pada pelbagai jenis tanaman dan sifat, dan jenis pertama sebegitu telah pun diperkenalkan ke dalam pengeluaran pertanian sebenar di Amerika Syarikat dan Jepun. Laporan perubahan dalam lebih daripada 60 spesies tumbuhan telah diterbitkan dalam kesusasteraan saintifik. Contoh khusus genom yang diedit termasuk: pisang - penyingkiran virus urat pisang; padi berbunga awal dengan komposisi minyak yang diubah suai; beras yang diperkaya dengan karotenoid; anggur tahan terhadap penyakit kulat; kacang soya dengan kandungan minyak dan protein yang tinggi; strawberi yang mekar berkali-kali; jagung dengan peningkatan hasil di bawah tekanan kemarau; mustard dengan rasa yang lebih baik dengan kandungan likopen tinggi amilopektin tomato; kentang yang tinggi dalam GABA; kentang tanpa glycoalkaloid dan lain-lain lagi.
Pada masa ini, penanaman tanaman genomik dikawal secara berbeza di seluruh dunia. Di Amerika, serta China, Australia, India dan Jepun, penanaman varieti yang disunting genom tidak tertakluk kepada perundangan organisma diubah suai secara genetik (GMO). Di EU, pengeditan genom diiktiraf sebagai sejenis GMO dan dengan itu diharamkan pada tahun 2016, tetapi penggunaan teknologi ini tidak berhenti untuk satu hari, makmal segera dipindahkan ke negara lain. Kejayaan pelaksanaan kaedah dan perbincangan di seluruh dunia mengenai topik ini yang dianjurkan oleh perniagaan pembiakan dan benih membawa kepada penarikan balik larangan EU terhadap penyuntingan genom pada tahun 2023.
Berlatarbelakangkan peningkatan ketara dalam teknologi pembiakan yang berlaku di dunia, keadaan kami adalah seperti berikut:
- Penyuntingan genom di Persekutuan Rusia ia diklasifikasikan sebagai GMO; penggunaan teknologi ini telah dilarang sejak 2016. Dan tidak ada perbincangan tentang ini dalam perniagaan pembiakan dan benih dan komuniti saintifik. Walau bagaimanapun, dunia dengan cepat (lebih perlahan di EU) menilai peluang baharu dan menarik balik sekatan. Penolakan teknologi pembiakan baharu hanya akan membawa kepada ketinggalan lebih jauh daripada kemajuan saintifik dan teknologi yang dicapai.
- Penciptaan kacukan F1 kentang secara teorinya matlamat yang sangat menarik dan menggoda, tetapi benih botani tidak mungkin digunakan secara meluas dalam penanaman kentang di Persekutuan Rusia, kerana kembali dari tahap pengeluaran besar-besaran, mesin sepenuhnya untuk menanam anak benih dengan penggunaan buruh manual yang tidak dapat dielakkan adalah tidak logik. dan tidak rasional. Untuk mengurangkan secara radikal tahap variasi dalam parameter morfologi dan ekonomi-biologi benih botani hibrid, peralihan ke tahap diploid dan pembiakan semula dalam bentuk induk dilakukan. Kacukan hibrid yang berjaya memerlukan garis keturunan yang subur, cergas dan homozigot. Masalah mendapatkan hasil tinggi benih heterotik mesti diselesaikan secara mekanis, tanpa menggunakan pendebungaan manual, i.e. cara yang sama seperti yang dilakukan untuk tanaman pertanian lain (jagung, bunga matahari, bit gula, sayur-sayuran). Ini bermakna keperluan untuk menggunakan alat genetik seperti kemandulan lelaki sitoplasma, keserasian diri dan ketidakserasian diri, dan memastikan kesuburan yang tinggi. Dan jika mengenai isu pembiakan dalam, introgresi sifat, penilaian heterosis bahan sumber, dsb. Mengenai aspek metodologi tambahan, penerbitan saintifik adalah aliran berterusan, tetapi pada teknologi untuk menghasilkan jumlah komersial TPS - bukan satu pun. Kerana ini adalah bidang pengetahuan, yang akan memberikan pulangan masa depan ke atas dana yang dilaburkan dalam pembangunan dan penguasaan teknologi ini. Mendapat hasil benih kentang heterotik yang tinggi tidak sama sekali dengan mendapat hasil ubi benih yang tinggi. Pelaburan yang diperlukan dalam pembangunan heterosis kentang adalah sangat besar sehingga hanya beberapa syarikat pembiakan di seluruh dunia yang mampu membelinya. Belum ada perkara seperti itu di Persekutuan Rusia.
- Pembiakan kentang secara tradisional di Persekutuan Rusia berada di peringkat yang boleh digambarkan sebagai tempoh potensi kebangkitan. Kehadiran beberapa ratus jenis Rusia dalam daftar negeri tidak boleh mengelirukan, kerana keberkesanan dan tahap pemilihan dinilai oleh jumlah peringkat kedua pemilihan - pengeluaran benih, yang sering dipanggil pemilihan sokongan. Jumlah pengeluaran benih bermaksud kawasan penanaman varieti, bahagian yang dalam jumlah pengeluaran menunjukkan keberkesanan dan daya saing kerja pembiakan. Oleh kerana kekurangan pengeluaran benih, adalah perlu untuk mengecualikan kebanyakan varieti Rusia yang dibuat sebelum ini dari daftar dan hanya melupakannya. Peraturan yang diterima pakai pada daftar varieti Persekutuan Rusia memperuntukkan perkara ini: jika tidak ada pengeluaran benih selama dua tahun yang lalu, varieti itu harus dikecualikan daripada daftar.
Kebangkitan semula pembiakan kentang Rusia, serta banyak tanaman pertanian lain, menjadi mungkin hanya beberapa tahun yang lalu, selepas tempoh dua puluh tahun Rusia menjadi pasaran terbesar untuk segala-galanya, termasuk benih dari pembiakan asing dan syarikat benih. Kemerosotan itu adalah berdasarkan jaminan rakan kongsi asing dan harapan naif untuk kemungkinan kerjasama yang sama, mereka berkata, kini petani Rusia akan dapat menggunakan pencapaian terbaik pemilihan dunia. Sistem pengeluaran benih yang dirancang telah dibebaskan untuk terapung untuk kelangsungan hidup dan cepat runtuh. Institut penyelidikan, di mana kerja pemilihan sedang dan sedang dijalankan, bersegera untuk membebaskan diri mereka daripada format perusahaan pembiakan dan pengeluaran benih - daripada perusahaan swasta yang terlibat dalam pengeluaran benih sebenar. Menjelang awal tahun 2000, jumlah pengeluaran domestik bahan benih kentang menjadi minimum. Dan pemilihan asing benar-benar datang, dan serta-merta dalam bentuk jumlah benih yang sangat besar, yang diperlukan oleh perusahaan pengeluar kentang besar yang baru muncul dalam format baru. Bahagian varieti asing dalam bidang Rusia telah meningkat secara mendadak, bukan kerana varieti Rusia lebih rendah, tetapi kerana firma pembiakan Eropah telah dapat membekalkan benih tanpa had. Untuk masa yang agak lama semuanya baik-baik saja - bahan benih yang diimport dibekalkan dalam kuantiti tanpa had, pada harga yang berpatutan dan kualiti yang boleh diterima, syarikat pembiakan asing mengedarkan lesen dan melancarkan pengeluaran benih elit dan pembiakan varieti mereka di dalam negara.
Dan "kesamaan" dalam bidang pemilihan dengan cepat hilang apabila pengeluaran Rusia sendiri semakin lemah. Harga untuk kentang benih yang diimport telah merangkak naik, dan kualitinya telah mula menurun dengan ketara. Tetapi hanya selepas peringkat pertama sekatan anti-Rusia pada tahun 2014 di peringkat negeri datang pemahaman tentang risiko besar pergantungan sepenuhnya pada pemilihan asing. Pada tahun 2016, Presiden Persekutuan Rusia mengarahkan pembangunan program untuk menyokong pemilihan Rusia dan pengeluaran benih kentang (FNTP) untuk meningkatkan jumlah pengeluaran dan meningkatkan kualiti kentang benih untuk menghapuskan pergantungan kepada import. Jadi mengapa kita menggunakan istilah "tempoh potensi kebangkitan" dan bukannya tempoh kelahiran semula? Tetapi kerana dalam amalan sokongan disediakan secara samar-samar.
Pada pendapat kami, adalah logik untuk mengarahkan langkah utama dan jumlah pembiayaan (sekurang-kurangnya 50%) FSTP untuk merangsang peningkatan langsung dalam jumlah pengeluaran kentang benih dan meningkatkan kualitinya. Langkah-langkah tersebut termasuk:
– mensubsidi kos penjualan bahan benih varieti Rusia baharu bagi semua kategori;
– mensubsidi pemerolehan oleh perusahaan yang terlibat dan meningkatkan jumlah pengeluaran benih dengan dominasi varieti baru Rusia, cara pengeluaran khusus, pemodenan dan pembinaan kemudahan penyimpanan;
- organisasi dan penyediaan infrastruktur untuk wilayah khusus kategori "Gred Tinggi" di wilayah utara Persekutuan Rusia untuk pengeluaran kentang benih berkualiti tinggi dengan kualiti tertinggi untuk pasaran domestik dan eksport;
– merangsang pengeluaran domestik peralatan pelindung kimia;
– merangsang pengeluaran peralatan khusus untuk pengeluaran benih kentang.
Sifat sistemik dan penyatuan semua kuasa dan sumber negara untuk menyelesaikan masalah yang benar-benar mendesak untuk industri ini dan mencapai kemajuan yang ketara dalam jumlah pengeluaran benih dan penanaman varieti pemilihan Rusia masih belum kelihatan. Syarikat pembiakan asing sangat berminat untuk memastikan masa dan wang dibazirkan, tetapi tidak ada peningkatan yang ketara dalam pemilihan Rusia. Mereka tidak mahu kehilangan pasaran jualan yang begitu luas dan tidak menuntut.
Adakah mungkin untuk memastikan daya saing pembiakan kentang Rusia dalam keadaan makroekonomi semasa? Ya, ada, tetapi hanya berdasarkan keupayaan sedia ada perusahaan individu. Untuk melakukan ini, perlu menggunakan dan mengawal beberapa komponen daya saing tinggi secara serentak:
Pertama: cipta varieti peringkat tertinggi (dunia), mujur ada sesuatu dan seseorang untuk dibandingkan dan bersaing. Pemilihan kentang berkualiti tinggi, termasuk yang menyokong, untuk dan dalam keadaan tempatan sentiasa menang, jika hanya atas sebab kentang adalah produk yang berat dan sukar untuk diangkut.
Yang kedua: menggunakan format perusahaan pembiakan dan pengeluaran benih adalah faktor dan syarat yang paling penting untuk memastikan daya saing pembiakan kentang di Persekutuan Rusia. Di negara maju, firma pembiakan terlibat dalam pengeluaran benih, mengawal pengeluaran benih dalam setiap cara yang mungkin dan menganggapnya sebagai hasil pemilihan. Pemilihan berasingan dan pengeluaran benih yang berasingan adalah pilihan yang sia-sia.
Ketiga: bekerja pada tahap moden, global, menggunakan sepenuhnya semua faktor daya saing dalam bidang ini: pengkhususan; tanah dan keadaan iklim yang optimum; melengkapkan dengan bahan khas dan asas teknikal yang paling moden; pakar yang berkelayakan tinggi; pematuhan dengan keperluan dan peraturan organisasi, metodologi dan teknologi mandatori.
Keempat: mengawal dan mengelakkan risiko dalam kerja (musim penanaman pendek; suhu udara dan tanah yang tinggi; kekurangan lembapan; pengairan; import bahan ubi; gabungan pengeluaran benih dan penanaman kentang komersial).
Kelima: memastikan tahap kualiti tertinggi bahan benih yang dihasilkan (bermaksud varieti, penunjuk penyemaian dan sifat hasil). Kualiti menyemai dan sifat hasil adalah rizab kemajuan yang paling penting untuk perusahaan pembiakan Rusia.
Sebagai kesimpulan, kami menekankan bahawa kita boleh bercakap tentang daya saing dalam pasaran domestik Persekutuan Rusia dan dengan pelaksanaan sebenar oleh keadaan satu set langkah yang diperlukan untuk membangun dan menyokong ekonomi domestik.
Sergey Banadysev, doktor pertanian. Sciences, LLC "DGT",
Elena Shanina, doktor pertanian. Sains, Institut Penyelidikan Ural Pertanian