Per ateinančius dešimtmečius, norint aprūpinti maistu augančius pasaulio gyventojus, reikės padvigubinti žemės ūkio augalų gamybą. Kartu su kukurūzais, ryžiais ir kviečiais bulvės yra plačiausiai pasaulyje auginami maistiniai augalai. Jo privalumai: įperkamumas, aukšta maistinė vertė, tinkamumas ilgalaikiam saugojimui ir didelis derlius. Tai yra pagrindas ruošiant įvairius patiekalus tiek namuose, tiek viešojo maitinimo sistemoje, taip pat išlieka svarbi žaliava perdirbimui.
Tačiau bulvės yra sudėtingas derlius pagal daugelį ekonominių ir biologinių parametrų. Jo ekonomiškas vandens naudojimas ir prisitaikymas prie vėsaus klimato derinami su aukštais dirvožemio purumo ir akmenų nebuvimo reikalavimais. Dėl šios priežasties bulvių auginimo plotų pasiskirstymas skirtinguose pasaulio regionuose yra itin netolygus (1 pav.).
1 pav. Bulvių ploto pasiskirstymas visame pasaulyje (MŽŪO 2016)
Intensyviai auginant 40-50 t/ha derlingumo pasėlį, būtina aktyviai kovoti su daugeliu ligų ir kenkėjų, todėl naudojama daugybė cheminių augalų apsaugos priemonių, kurios gali turėti didelį poveikį aplinkai. Pavyzdžiui, beveik visas bulvių plotas JAV regionuose su ilgalaike ir maksimalia specializacija (Aidaho, Vašingtone, Šiaurės Dakotoje) periodiškai yra fumiguojamas. Tai reiškia, kad į dirvą reikia įpilti apie 500 kg/ha stiprių vaistų, tokių kaip natrio metamas arba chloropikrinas. Be tokios sterilizacijos ten neįmanoma gauti aukštos kokybės produkto, nes dirvožemis yra labai užkrėstas. Besivystančiose šalyse derlius iš hektaro yra mažas (15-20 t/ha) dėl nekokybiškos žaliavos ir neoptimalių auginimo būdų. Pasaulio žemėlapyje tarp tokių regionų įtraukta ir Rusija (2 pav.).
2 pav. Pasaulinis bulvių derlingumo pasiskirstymas (t/ha), FAOSTAT, 2014-2016 m.
Tačiau neturėtume pamiršti, kad Rusijos Federacijos statistiniuose duomenyse vis dar atsižvelgiama į bulvių derlių gyventojų namų ūkio sklypuose, kurie bet kuriuo atveju negali būti tokie dideli kaip specializuotose žemės ūkio įmonėse, kurios jau seniai pasiekė 30-40 t/ha. Tie. Rusijos teritorija šiame žemėlapyje teisingai atsispindi ne oranžine, o šviesiai žalia arba, kraštutiniais atvejais, geltona spalva.
Pagal FAO prognozę, bulvių auginimo plotai ateityje stipriausiai didės Afrikoje, Lotynų Amerikoje ir Pietryčių Azijoje (3 pav.).
3 pav. Bulvių auginimo ateitis. Mėlyna juosta – 2015 metų duomenys, oranžinė – 2030 metų prognozė, geltona – 2050 metų prognozė
Šiaurės Amerikoje ir Kinijoje plotai išliks tame pačiame lygyje, o Europoje – mažės. Akivaizdu, kad ši prognozė yra labai bendro pobūdžio. Tos pačios pagrindinės Europos bulves auginančios šalys NWEC-05 (Vokietija, Prancūzija, Nyderlandai, Belgija ir Anglija) neketina mažinti, o tik didins bulvių gamybą. Neseniai buvo paskelbta išsami šių šalių bulvių auginimo pramonės būklės, sąlygų ir galimybių toliau plėtoti verslo analizė (1 lentelė).
1 lentelė. Bulvių auginimo SSGG analizė NWEC-05 šalyse
Stiprybės: labai palankios dirvožemio ir klimato sąlygos bulvių auginimui, o tai lemia didžiausią bulvių derlių pasauliniu mastu; aukštos kvalifikacijos ir/ar patyrę bulvių augintojai; sukūrė integruotas tiekimo grandines nuo veisimo ir sėklų auginimo iki galutinės rinkos; išvystyta perdirbimo pramonė, daugiausia skirta šaldytų maisto produktų gamybai; naujausių bulvių auginimo, pasėlių apsaugos ir laikymo technologijų prieinamumas ir galimybė jomis naudotis; aukšto lygio akademiniai ir bendruomeniniai tyrimai bulvių sektoriaus problemoms spręsti; bulvių palaikymo / platinimo paslaugų prieinamumas visoje NWEC-05; tarptautinių bulvių organizacijų, tokių kaip Europatat (prekyba), EUPPA (perdirbėjai) ir NEPG (augintojai), buvimas; gerai išvystytas prekybos tinklas šviežių ir perdirbtų bulvių produktų eksportui.
Silpnybės: Bulvių laistymas padidina CO emisiją2 pagal sausųjų medžiagų derlių; didelių pesticidų kiekių naudojimas kovojant su ligomis/kenkėjais/piktžolėmis; šaknų sistemos, turinčios mažą N efektyvumą, dėl kurių kyla didelių N sąnaudų ir kyla pavojus dėl N išplovimo; aukšto lygio naudojamų technologijų reikalavimas; Dirvožemio keteros sukelia vandens ir maisto medžiagų nuotėkį bei eroziją šlaituose laukuose; didelis bulvių kainų nepastovumas, palyginti su padidėjusiomis gamybos sąnaudomis; aukšto lygio viešojo bendradarbiavimo tarp šalių stoka bendrai spręsti gamybos problemas; ekonominiai iššūkiai tarp bulvių vertės grandinės dalyvių; prastas bulvių sektoriaus įvaizdis žiniasklaidoje.
Savybės: naujos veisimo technologijos, pagreitinančios veislių kūrimą; tiksliojo žemės ūkio ir nuotolinio stebėjimo plėtra; biokontrolės produktų, skirtų kovai su bulvių ligomis, kenkėjais ir piktžolėmis, kūrimas; mechaninių alternatyvų cheminiams pesticidams, skirtų ligų/kenkėjų/piktžolių kontrolei, kūrimas; galimybė plėsti bendradarbiavimą auginant įvairių rūšių bulves pagal NWEC-05; didėjanti ekologiškų bulvių auginimo paklausa; dėl klimato kaitos ilgėja auginimo sezonas ir didėja pasėlių augimo bei derliaus tempai; trumpalaikių bulvių pardavimo kanalų didinimas; auga žinių, sėklinių gumbų, bulvių produktų paklausa besivystančiose šalyse.
Grėsmės: bulvių vartojimo mažinimas Europoje; naujų ligų ir kenkėjų problemos; pasėlių ir gumbų apsaugos problemos dėl veikliųjų medžiagų draudimo; klimato kaita ir ekstremalūs oro reiškiniai; bulvių auginimo intensyvinimo poveikis pasauliniam dirvožemio derlingumui ir dirvožemio sveikatai (ligų/kenkėjų evoliucija, vandens nuotėkis, dirvožemio erozija, dirvožemio tankinimas); kai kuriose vietovėse (F, D, Anglija) norint išlaikyti arba pasiekti didesnį derlių, būtinas drėkinimas; neracionalios lobistinės arba rinkodaros pozicijos, susijusios su auginimo praktika (pvz., kampanija be likučių prieš didžiausių likučių kiekio reguliavimą); per didelis bulvių perdirbimo vystymasis.
Rusija turi visas sąlygas ir galimybes tapti pirmaujančia aukštos kokybės komercinių bulvių ir bulvių produktų gamintoja pasauliniu mastu. Tik dauguma stiprių europietiškos bulvių auginimo bruožų tebėra Rusijos silpnumo bruožai. Rusijos Federacijoje ką tik susiformavusi komercinė bulvių auginimo pramonė pasiekė 300 tūkst. hektarų plotą, o gamybos apimtis – apie 8 mln. Jai trūksta stabilumo ir daugelio veikiančių bei remiančių institucijų, išvardytų 1 lentelėje. Tačiau yra neabejotinų pranašumų, susijusių su stambia gamyba, nedideliu naudojamu pesticidų kiekiu (pvz., visai nenaudojama dirvožemio fumigacija), biologizacija, atšiaurus žiemos klimatas padeda kontroliuoti fitosanitarines problemas. Tos pačios temperatūros kilimo ir sausėjimo tendencijos, infekcinės situacijos paūmėjimas, nuo kurių labiausiai kenčia Vakarų Europos bulvių augintojai, priversti perkelti, pavyzdžiui, sėklinių bulvių auginimą į kitus regionus, iš esmės vertintinos kaip teigiami klimato pokyčiai. bulvių auginimas visoje Rusijoje. Akivaizdu, kad pietiniuose regionuose bulves auginti sezoninei rinkai darosi vis sunkiau, tačiau atsiranda galimybė nuosekliai perkelti bulves į šiauresnes teritorijas.
Tuo pat metu perspektyvus tik toks Rusijos bulvių auginimo lygis, kuris bus nuolat konkurencingas, palyginti su Vakarų Europos ir Amerikos, taip pat kitų pagrindinių maistinių kultūrų (kviečių, ryžių, kukurūzų) auginimo fone. ir leis gauti didelį derlių įvairiomis dirvožemio ir klimato sąlygomis. Pagrindinis ateities iššūkis bus pagaminti daugiau produktų naudojant tuos pačius ar mažiau išteklių ir mažiau atliekų. Rusijos Federacijos rezervai ir perspektyvos šiuo atžvilgiu yra milžiniškos. Kai tik šalies gamtos ištekliai bus pradėti naudoti siekiant plėtoti ekonomiką, bulvių auginimas Rusijoje taps nuosekliai konkurencingas, daug pelningesnis ir pelningesnis nei kituose pasaulio regionuose. Tačiau tam būtina, kad kuras, elektra, dujos, metalai ir trąšos į vidaus rinką būtų tiekiami pakankamai pakankamomis vidaus kainomis, kurios netrukdytų kitų ūkio sektorių plėtrai. Iranietiškas benzinas Irane kainuoja 10 rublių/litras (žinoma, skaičiuojant perskaičiavimą), o baltarusiško kalio chlorido 60% kaina Baltarusijos Respublikoje šių metų pavasarį buvo 6 rub./t, o rusiško rusiškoje. Federacija buvo 000 24 rub./t.
Trumpa pasaulinės bulvių auginimo būklės apžvalga pateikiama būtent todėl, kad bulvių auginimo rezultatą (P) lemia produktas: P = G × E × M × S, kur G yra genotipas arba veislė, E yra dirvožemis ir klimato sąlygos, M – vadyba arba technologijos lygis, o S – makroekonominė aplinka. Palankios dirvožemio ir klimato sąlygos yra labai svarbios siekiant išnaudoti veislių potencialą, naujas technologines naujoves ir prisidėti prie vietos bulvių sektoriaus klestėjimo. Finansinių ir nefinansinių paslaugų plėtra (paskolų normos, lizingas, draudimas, biudžetinės subsidijos gamybai ir infrastruktūrai ir kt.) taip pat yra pagrindiniai pramonės efektyvumo užtikrinimo komponentai (4 pav.).
Piešimas. 4. Kaimo ir pramoninių bulvių žemės ūkio ir maisto produktų sistemų rezultatai (P), pagrįsti skirtingu genotipo (G), aplinkos (E), valdymo veiksnių (M) ir visuomenės poreikių bei paslaugų (S) poveikiu.
Veisimas arba naujų bulvių veislių kūrimas – reikšmingas efektyvios bulvių auginimo veiksnys, kuris ateityje tik didins jo svarbą. Dėl bulvių genomo iššifravimo ir naujų veisimo technologijų galimybių tai atrodo kaip rezervas numeris vienas tolesnei bulvių auginimo plėtrai. Pagrindinių selekcijos krypčių rezultatų įtaka bulvių auginimo efektyvumo didinimui trumpai pateikta 2 lentelėje.
2 lentelė. Veisimo krypčių įtaka bulvių auginimo efektyvumo didinimui
Pagrindinės bulvių auginimo sistemų efektyvumo gerinimo tyrimų galimybės | Maisto saugumo aspektai | ||||||
Prisidėti prie gamybos intensyvinimo | Ūkininko pajamos | Kalorijų ir maistinių medžiagų gamybos efektyvumas | Poveikio aplinkai mažinimas | ||||
Vandens efektyvumas | Žemės naudojimo efektyvumas | Azoto ir fosforo naudojimo efektyvumas | Pesticidų naudojimo efektyvumas | ||||
Veislių parinkimas ir veisimas (G – genotipas) | |||||||
Didelis derliaus potencialas | ** | *** | *** | Neutralus/neigiamas | *** | ** | - |
Atsparumas patogenams | - | *** | * | *** | ** | ** | *** |
Atsparumas sausrai / karščiui / druskingumui | *** | *** | * | - | ** | ** | * |
Ankstyvumas | *** | *** | *** | ** | *** | *** | *** |
Biofortifikacija (pvz., geležis ir cinkas) | - | - | - | - | * | ** | - |
Tikros hibridinės veislės F1 ir TPS, genų redagavimas | *** | *** | *** | *** | ** | *** | *** |
Bulvių sėklų auginimas (M – vadyba) | |||||||
Aukštos kokybės sėklų gamyba ir platinimas | - | ** | * | * | *** | * | Neutralus/neigiamas. |
Bulvių veisimu siekiama sudėtingų ir sunkiai derinamų tikslų. Streso tolerancijos ir veiksmingo maistinių medžiagų įsisavinimo derinimas tampa prioritetu siekiant geriau reaguoti į besikeičiančius klimato pokyčius. Genotipai, atsparūs virusams, nematodams, bakteriniam vytukui ir įvairesniam abiotiniam stresui, pavyzdžiui, karščiui, sausrai ir druskingumo sąlygoms, galėtų pagerinti produktyvumą ir išplėsti bulvių gamybą naujuose regionuose. Ankstyvųjų ir derlingų veislių, atsparių P. infestans, kūrimas buvo ilgalaikis bulvių auginimo tikslas. Atsparumas ligoms pagrindiniu ES veisimo programų tikslu tapo visai neseniai, kai aplinkosaugos lobistas pasiekė pesticidų ir mineralinių trąšų naudojimo apribojimus, taip pat visišką uždraudimą naudoti daugelį įprastų ir sunkiai pakeičiamų cheminių veikliųjų medžiagų. . Genetinis biofortifikavimas (maistingumo vertės didinimas) gali padėti įveikti mikroelementų trūkumą žmogaus mityboje ir išlaikyti aukštą maistingesnių gumbų suvartojimą.
Visos iš esmės patvirtintos ir trokštamos bulvių auginimo sėkmės yra pagrįstos hibridizacija, t.y. kertant pasirinktas tėvų poras. Sėkmingas tėvų genetinių savybių integravimas ir derinimas palikuoniuose pasiekiamas labai retai dėl auginamų bulvių tetraploidinės genetikos. Be to, visi keturi chromosomų rinkiniai skiriasi genų sudėtimi. Dėl šios priežasties sėkmingos bulvių veisimo programos yra pagrįstos dideliais žaliavos kiekiais (ne mažiau kaip 100 tūkst. genotipų) ir ilgalaikiu (mažiausiai 10 metų) geriausių veislių atrankos ir vertinimo procesu. Klasikinės atrankos efektyvumas neviršija 0,01%. Buvo daug vilčių padidinti veisimo greitį ir efektyvumą taikant tolimą hibridizaciją, mutagenezę, ląstelių selekciją, somatinę hibridizaciją, požymių žymėjimą ir kt., tačiau visi šie metodai nepadėjo sukurti sėkmingų bulvių veislių. Šiuo metu genomo redagavimo technologija yra aktyviai išbandoma, o olandų mokslininkai inicijavo bulvių veisimo strategiją, skirtą hibridinių botaninių sėklų gamybai ir naudojimui (3 lentelė).
3 lentelė. Bulvių veislių kūrimo technologijos
Bulvių veislių kūrimo technologijos
Kaip tai veikia? | Gerinti bulvių kokybę | Parduodu sėklas | Europos teisių apsauga | Prekybos teisės | |||
Сорт | procesas | ||||||
Tradicinis pasirinkimas | Naujos veislės kuriamos kryžminant esamas veisles, o vėliau atliekami daug metų trunkantys veisimo tyrimai. | Naujų charakteristikų įdiegimas trunka mažiausiai 10 metų. | Netinka parduoti, nes kiekvienas atskiras gumbas turi individualių savybių. | Veisėjai teisūs, kaštai kūrėjams: dešimtys tūkstančių eurų. Veisėjai gali kreiptis dėl patentų dėl naujų augalų savybių. | Veislių kryžminimas yra natūralus procesas ir jam netaikomi ES GMO patentų teisės aktai. | Nyderlandų generalinė inspekcija bulvių sėklas priskiria kokybės klasei. Kiekviena šalis turi savo reikalavimus sėklinių bulvių augalų sveikatai. | |
Hibridinis pasirinkimas | Naujos veislės greičiau sukuriamos kryžminant grynas tėvų linijas, kurios turi tik vieną geno variantą visiems genams, o po to atliekami metų tyrimai. | Jie žada, kad naujos funkcijos gali būti pristatytos greičiau nei per penkerius metus. Tačiau pirmiausia reikės išvesti atitinkamas eilutes su tinkamomis savybėmis. | Taip, bulvių sėklos iš grynų tėvų linijų turi vienodas savybes ir gali būti naudojamos kaip sodinamoji medžiaga. | Veisėjai teisūs, kaštai kūrėjams: dešimtys tūkstančių eurų. Veisėjai gali kreiptis dėl patentų dėl naujų augalų savybių. | Veislių kryžminimas yra natūralus procesas ir jam netaikomi ES GMO patentų teisės aktai. | Sertifikuotos bulvių sėklos nuostatai dar tik kuriami. Daugelyje šalių dar nėra jokių taisyklių. | |
Genetinė modifikacija, įskaitant CRISPR-cas9 | Esamų veislių modifikavimas aktyviai įsikišant į genetinę medžiagą, po kurio atliekami ilgus metus trukę savybių ir stabilumo tyrimai. | Net jei DNR manipuliavimas trunka tik kelias dienas, visas procesas nuo genų identifikavimo iki lauko tyrimų užtrunka ilgiau. DuRPH projektas, kurio metu esamoms veislėms buvo suteiktas daugkartinis atsparumas bulvių vėlyvajam marui, iš viso užtruko 10 metų. | Netinka parduoti, nes kiekvienas atskiras gumbas turi individualių savybių. | Pagal ES GMO reglamentus. Kad veislė būtų patvirtinta naudoti, kūrėjas turi įrodyti produkto saugumą. Kaina: milijonai eurų. Veisėjai gali kreiptis dėl naujų augalų savybių patentų. | Genetinė modifikacija nėra natūralus procesas ir gali būti patentuota. | Nyderlandų generalinė inspekcija bulvių sėklas priskiria kokybės klasei. Kiekviena šalis turi savo reikalavimus sėklinių bulvių augalų sveikatai. |
* Į selekcininko teises galima pretenduoti, jei veislė nauja, išsiskirianti, vienoda ir stabili. Turėdamas selekcininko teises, mokslininkas turi išskirtinę teisę parduoti sėklines bulves ir (tikras) sėklas (Louwaars ir kt., 2009)
Botaninių sėklų gavimas kryžminant yra pirmasis klasikinio veisimo etapas. Vėliau iš sėklų išgaunami gumbai, o bulvių veislės išlaikomos ir dauginamos tik gumbų pavidalu. Bet olandų selekcininkai bulves ketina perkelti į sėklinių kultūrų kategoriją, kad bulves būtų galima auginti taip pat, kaip ir kitas plačiai paplitusias daržovių kultūras (morkas, kopūstus, svogūnus, burokėlius), t.y. iš botaninių sėklų ir kad sėklos turi visas F1 savybes. Šiuo atžvilgiu sąvoka „hibridinė bulvė“ yra neaiški. Visos veislės yra ir hibridinės, todėl botaninėms bulvių sėkloms = sėklinė medžiaga įvesti papildomi pavadinimai F1 ir TPS. Ši grandiozinė verslo idėja sukurta tam, kad Nyderlandai išlaikytų savo, kaip pasaulinės bulvių sėklininkystės lyderės, statusą ir pajamas tuo atveju, jei tolesnis klimato atšilimas neleistų išauginti aukštos kokybės gumbų sėklinės medžiagos.
Hibridų perspektyvos F1 (TPS) bulvių auginimas vis dar yra labai neaiškūs. Pradinis 2015–2016 m. startuolių pasitikėjimas per dvejus ar trejus metus pagaminti komercinius stalo derinius palaipsniui virto pažadu iki 2028 m. sukurti pirmuosius daug krakmolo turinčius hibridus. Tikslo sukurti krakmolingus hibridus patikslinimas nėra atsitiktinis – tokioms bulvėms nekeliami reikalavimai formos vienodumui, akių gyliui, žievelės charakteriui, ankstyvam sunokimui ir daugeliui kitų savybių bei savybių, kurias turėtų turėti šiuolaikinės valgomosios bulvės. Labai sunku pasiekti tetraploidinių auginamų bulvių botaninių sėklų vienodumą visuose genuose, atitinkamai ir savybių bei savybių, tačiau tai dar nebuvo įmanoma. Ne be reikalo klasikiniame selekcijoje viena bulvių uogos sėkla yra unikalus genotipas ir galimai atskira būsima veislė, o kita tos pačios uogos sėkla gali tapti kitokia, visiškai kitokia nei pirmoji. Kaip ir buvo galima tikėtis, pirmosios tikros sėkmės kuriant hibridines valgomąsias bulves sulaukė ne bulvių, o daržovių auginimo įmonės, turinčios aukštą kvalifikaciją ir didelę hibridinio veisimo patirtį. Bejo selekcininkai praleido daugiau nei 15 metų kurdami pirmąją tetraploidinę hibridinę bulvių veislę Oliver F1, kuri gaminama ir pasaulinėje rinkoje parduodama nuo 2020 m.
Tuo tarpu botaninių sėklų komercializavimo darbai klostosi gana dinamiškai, į tai investuojami didžiuliai finansiniai ištekliai. Hibridinė bulvė Nyderlanduose įgijo nacionalinės ikonos statusą, o veisimo būdas saugomas ES patentu. Visos tradicinės olandiškų sėklinių bulvių rinkos anksti pradėjo naudoti botanines sėklas. Visų pirma, Afrikos, Vidurio ir Pietryčių Azijos šalyse – seminarai, pristatymai, parodomieji sodinimai. Teigiama, kad sėkliniai gumbai – praeitis, o botaninės sėklos – pasaulio bulvių pramonės ateitis. O vietoj 2-3 t/ha sodinamosios medžiagos bus galima apsieiti vos su 30 g/ha (ne žodžio apie tai, kad sėklas teks auginti taikant sodinukų technologiją, naudojant rankų darbą). Tai valstybės strategija ir sisteminga, sisteminga programa, prie kurios yra prijungtos visos komercinės ir valdžios struktūros.
Kaip paaiškėjo, Rusijoje jau neoficialiai bandomos botaninės bulvių sėklos. Botaninės heterozės sėklos yra nišinis, bet labai brangus produktas. Pagrindiniai jo pirkėjai, kaip prognozuojama, turėtų būti smulkūs besivystančių, tankiai apgyvendintų šalių ūkiai, auginantys bulves rankomis ir kurie su visa pagarba nepagrįstai laikomi turtingais ir inovatyviais. Šios veisimo technologijos kūrėjams labai svarbu tarp F1 sėklų vartotojų įtraukti Rusijos bulvių augintojus, kurie yra dosnūs ir šiuo metu už europietiškas sėklines bulves moka dvigubai daugiau nei patys europiečiai.
Bulvių genomo redagavimo technologijų diegimas – dar vienas perspektyvus būdas pasiekti ateities bulvių naudą. Genomo redagavimas yra tikslingas ir apgalvotas natūralios organizmo DNR dalių pridėjimas, ištrynimas, pakeitimas ir perkėlimas. Šis metodas pagrįstas žiniomis ir supratimu apie konkrečių genų vaidmenį ir funkcijas. Kai yra tokių žinių ir tikslingai modifikuojant galima pasiekti norimą bruožą, genomo redagavimas tampa efektyvesniu būdu atlikti šiuos pokyčius, palyginti su kitomis veisimo technologijomis. Sukauptas genetikos žinių lygis leidžia redaguoti bulvių veisles.
Per pastaruosius kelerius metus buvo sukurti ir vis dažniau naudojami redagavimo metodai, siekiant atlikti tikslias ir nuspėjamas genomo modifikacijas augaluose nepridedant svetimos DNR. CRISPR/Cas9 technika pasirodė esanti veiksmingesnė už kitas fermentų sistemas (cinko pirštų nukleazes (ZFN), transkripcijos aktyvatorių panašias efektorines nukleazes (TALEN) ir meganukleazes (MN). CRISPR-Cas šiuo metu yra plačiausiai naudojamas įrankių genomas redagavimas ir buvo pritaikytas veisimo tyrimams ir plėtrai visame pasaulyje, genomo redagavimas gali pagerinti prastai veikiančias ar problemines veisles neįvedant svetimos ar papildomos genetinės informacijos DNR pavidalu, leidžiant atlikti tikslius ir nuspėjamus pakeitimus tiesiai į jau sukurtą genomą. veislių.Tai esminis skirtumas tarp pasėlių augalo genomo redagavimo ir jo transgenozės, t.y. tikslinio svetimų genų įtraukimo į genomą.Transgeninius organizmus lengva aptikti, nes transgenozė sukuria naują, unikalų ir netipišką genų rinkinį.
Genetiniai pokyčiai, atlikti naudojant CRISPR-Cas technologiją, nesiskiria nuo pokyčių, kurie gali atsirasti natūraliai arba dėl įprastinio veisimo. Tai reiškia, kad be išankstinių žinių neįmanoma nustatyti, ar genetinis pokytis yra genomo redagavimo rezultatas. Kai genomo modifikuoti produktai iškeliauja iš laboratorijos, tampa sunku kontroliuoti tolesnį jų plitimą. Būtent ši savybė šiuo metu labai stabdo redaguotų veislių komercializavimą – genetinės procedūros yra brangios ir jas reikia kompensuoti naudojant gautą efektą, kūrėjai ieško galimybių redaguoti produktus patentuoti.
Genomo redagavimas buvo pritaikytas daugeliui kultūrų ir savybių, o pirmosios tokios veislės jau buvo įdiegtos į faktinę žemės ūkio gamybą JAV ir Japonijoje. Mokslinėje literatūroje paskelbti pranešimai apie daugiau nei 60 augalų rūšių pokyčius. Konkretūs redaguotų genomų pavyzdžiai: bananas – banano venų viruso pašalinimas; ankstyvo žydėjimo ryžiai su modifikuota aliejaus sudėtimi; karotinoidais praturtinti ryžiai; vynuogės atsparios grybelinėms ligoms; sojos pupelės su dideliu aliejaus ir baltymų kiekiu; daug kartų žydinčios braškės; kukurūzai su padidėjusiu derliumi sausros metu; patobulinto skonio garstyčios su dideliu likopeno kiekiu pomidorų amilopektino; bulvės, kuriose yra daug GABA; bulvės be glikoalkaloidų ir daugelis kitų.
Šiuo metu genominių kultūrų auginimas visame pasaulyje reguliuojamas skirtingai. Amerikoje, taip pat Kinijoje, Australijoje, Indijoje ir Japonijoje genetiškai modifikuotų organizmų (GMO) teisės aktai genetiškai modifikuotų organizmų veislių auginimui netaikomi. ES genomo redagavimas buvo pripažintas GMO rūšimi ir taip uždraustas 2016 m., tačiau šios technologijos naudojimas nenutrūko nė dienos, laboratorijos iš karto buvo perkeltos į kitas šalis. Visame pasaulyje sėkmingas metodo įgyvendinimas ir veislininkystės bei sėklų verslo surengtos diskusijos šia tema paskatino 2023 metais panaikinti ES galiojantį genomo redagavimo draudimą.
Atsižvelgiant į reikšmingus veisimo technologijų tobulėjimus pasaulyje, mūsų padėtis yra tokia:
- Genomo redagavimas Rusijos Federacijoje jis priskiriamas GMO, šios technologijos naudojimas uždraustas nuo 2016 m. Ir apie tai nėra diskusijų veislininkystės ir sėklų versle bei mokslo bendruomenėje. Tačiau pasaulis greitai (ES lėčiau) įvertino naujas galimybes ir panaikino apribojimus. Naujų veisimo technologijų atsisakymas tik dar labiau atsiliks nuo pasiektos mokslo ir technologinės pažangos.
- Hibridų kūrimas F1 bulvė teoriškai labai įdomus ir viliojantis tikslas, tačiau botaninės sėklos vargu ar bus plačiai naudojamos bulvių auginimui Rusijos Federacijoje, nes grįžti iš stambios, visiškai mechanizuotos gamybos lygio prie sodinukų auginimo, neišvengiamai naudojant rankų darbą, yra nelogiška. ir neracionalus. Siekiant radikaliai sumažinti hibridinių botaninių sėklų morfologinių ir ekonominių-biologinių parametrų kitimo lygį, atliekamas perėjimas į diploidinį lygį ir kartojamas tėvų formų giminingumas. Sėkmingam hibridiniam kryžiavimui reikalingos derlingos, energingos ir homozigotinės inbredinės linijos. Didelio heterotinių sėklų derliaus gavimo problema turi būti sprendžiama mechanizuotai, nenaudojant rankinio apdulkinimo, t.y. taip pat, kaip ir kitoms žemės ūkio kultūroms (kukurūzams, saulėgrąžoms, cukriniams runkeliams, daržovėms). Tai reiškia, kad reikia naudoti tokias genetines priemones kaip citoplazminis vyriškas sterilumas, savęs suderinamumas ir nesuderinamumas bei aukšto vaisingumo užtikrinimas. O jei dėl giminystės, bruožų introgresijos, pradinės medžiagos heterozės vertinimo ir kt. Pagalbiniais metodiniais aspektais mokslinės publikacijos yra nuolatinis srautas, o apie komercinių TPS tūrių gamybos technologiją - ne vienas. Nes tai yra know-how sritis, kuri ateityje suteiks grąžą lėšoms, investuotoms į šios technologijos kūrimą ir įsisavinimą. Gauti didelį heterotinių bulvių sėklų derlių visai nėra tas pats, kas gauti didelį sėklinių gumbų derlių. Reikalingos investicijos į bulvių heterozės plėtrą yra tokios didelės, kad tik kelios veislininkystės įmonės visame pasaulyje gali tai sau leisti. Rusijos Federacijoje tokių dalykų dar nėra.
- Tradicinis bulvių auginimas RF yra stadijoje, kurią galima apibūdinti kaip potencialaus atgimimo laikotarpį. Kelių šimtų rusiškų veislių buvimas valstybiniame registre neturėtų būti klaidinantis, nes atrankos efektyvumas ir lygis vertinamas pagal antrojo selekcijos etapo – sėklininkystės, kuri dažnai teisingai vadinama pagalbinė selekcija – apimtis. Sėklų gamybos apimtys – tai veislių auginimo plotas, kurio dalis bendroje produkcijoje rodo veislinio darbo efektyvumą ir konkurencingumą. Dėl sėklų gamybos trūkumo būtina išbraukti iš registro daugumą anksčiau sukurtų rusiškų veislių ir tiesiog pamiršti. Šiuo metu priimti Rusijos Federacijos veislių registro nuostatai tai numato: jei pastaruosius dvejus metus nevykdoma sėkla, veislė turėtų būti išbraukta iš registro.
Rusijos bulvių veisimo, kaip ir daugelio kitų žemės ūkio kultūrų, atgaivinimas tapo įmanomas vos prieš kelerius metus, po dvidešimties metų Rusijos tapimo didžiausia rinka viskam, įskaitant ir užsienio veislininkystės bei sėklininkystės įmonių sėklas. Degradacija buvo pagrįsta užsienio partnerių patikinimais ir naiviomis viltimis dėl lygiaverčio bendradarbiavimo galimybės, anot jų, dabar Rusijos ūkininkai galės pasinaudoti geriausiais pasaulio atrankos pasiekimais. Suplanuota sėklų auginimo sistema buvo paleista laisvai, kad galėtų išgyventi, ir greitai žlugo. Mokslo institutai, kuriuose buvo ir vykdomi selekciniai darbai, suskubo išsivaduoti iš veislininkystės ir sėklininkystės įmonių formato – nuo privačių įmonių, užsiimančių faktine sėklininkyste. Iki 2000 metų pradžios bulvių sėklinės medžiagos vidaus gamybos apimtys tapo minimalios. O užsienio atranka tikrai atėjo ir iš karto labai dideliais kiekiais sėklų, kurių prireikė besikuriančioms didelėms naujo formato bulvių auginimo įmonėms. Užsienio veislių dalis Rusijos laukuose smarkiai išaugo ne dėl to, kad rusiškos veislės yra prastesnės, o dėl to, kad Europos veislininkystės įmonės galėjo tiekti neribotą kiekį sėklų. Gana ilgą laiką viskas buvo gerai – importuota sėklinė medžiaga buvo tiekiama neribotais kiekiais, prieinamomis kainomis ir priimtinos kokybės, užsienio veislininkystės įmonės išdalino licencijas ir pradėjo savo veislių elitinę bei reprodukcinę sėklininkystę šalies viduje.
O „lygybė“ atrankos srityje greitai išnyko, kai susilpnėjo pačios Rusijos gamyba. Importuotų sėklinių bulvių kainos pakilo, o jų kokybė pradėjo pastebimai prastėti. Tačiau tik po pirmosios antirusiškų sankcijų dalies 2014 metais valstybiniu lygiu supratau apie didžiulę visiškos priklausomybės nuo užsienio atrankos riziką. 2016 metais Rusijos Federacijos prezidentas įsakė parengti rusiškos bulvių selekcijos ir sėklininkystės rėmimo programą (FNTP), siekiant padidinti gamybos apimtis ir pagerinti sėklinių bulvių kokybę, siekiant panaikinti priklausomybę nuo importo. Taigi kodėl mes vartojame terminą „potencialaus atgimimo laikotarpis“, o ne atgimimo laikotarpis? Bet todėl, kad praktiškai parama teikiama dviprasmiškai.
Mūsų nuomone, būtų logiška pagrindines FSTP priemones ir finansavimo apimtis (ne mažiau kaip 50 proc.) nukreipti į tiesioginį sėklinių bulvių auginimo apimčių didinimą ir jos kokybės gerinimą. Tokios priemonės apima:
– subsidijuoti visų kategorijų naujų rusiškų veislių parduodamos sėklinės medžiagos kainą;
– subsidijuoti įmonių, užsiimančių sėklų auginimu ir didinant jų apimtį, įsigijimą, vyraujant naujoms rusiškoms veislėms, specializuotoms gamybos priemonėms, sandėliavimo patalpų modernizavimui ir statybai;
– specializuotos „Aukštos kokybės“ kategorijos teritorijos šiauriniuose Rusijos Federacijos regionuose infrastruktūros, skirtos aukštos kokybės aukščiausios kokybės sėklinėms bulvėms vidaus rinkai ir eksportui gaminti, organizavimas ir suteikimas;
– cheminių apsaugos priemonių vidaus gamybos skatinimas;
– specializuotos bulvių sėklininkystės įrangos gamybos skatinimas.
Visų šalies jėgų ir išteklių sistemiškumas ir suvienijimas, siekiant išspręsti šias tikrai aktualias pramonės problemas ir pasiekti didelę pažangą auginant sėklas ir auginant rusiškos selekcijos veisles, dar nematomas. Užsienio veislininkystės įmonės labai suinteresuotos, kad laikas ir pinigai būtų švaistomi, tačiau rusiškoje selekcijoje esminių patobulinimų nėra. Jie nenori prarasti tokios talpios ir nereiklios pardavimo rinkos.
Ar įmanoma užtikrinti Rusijos bulvių auginimo konkurencingumą esamoje makroekonominėje situacijoje? Taip, yra, bet tik remiantis turimais individualių įmonių pajėgumais. Norėdami tai padaryti, būtina vienu metu naudoti ir valdyti kelis aukšto konkurencingumo komponentus:
Pirma: kurti aukščiausio (pasaulinio) lygio veisles, laimei, yra su kuo palyginti ir su kuo konkuruoti. Kokybiškas bulvių pasirinkimas, įskaitant ir pagalbines, vietos sąlygoms ir vietinėmis sąlygomis visada laimi, jei tik dėl to, kad bulvės yra sunkus ir sunkiai transportuojamas produktas.
Antrasis: veislininkystės ir sėklininkystės įmonės formato naudojimas yra svarbiausias veiksnys ir sąlyga siekiant užtikrinti Rusijos Federacijos bulvių auginimo konkurencingumą. Išsivysčiusiose šalyse veislininkystės įmonės užsiima sėklininkyste, visais įmanomais būdais kontroliuoja sėklų gamybą ir laiko tai atrankos rezultatu. Atskiras pasirinkimas ir atskira sėklų gamyba yra beviltiškas pasirinkimas.
Trečia: dirbti moderniu, globaliu lygiu, pilnai išnaudoti visus konkurencingumo veiksnius šioje srityje: specializaciją; optimalios dirvožemio ir klimato sąlygos; aprūpinti moderniausia specialia materialine ir technine baze; aukštos kvalifikacijos specialistai; privalomų organizacinių, metodinių ir technologinių reikalavimų bei reglamentų laikymasis.
Ketvirta: kontroliuoti ir išvengti rizikos darbe (trumpas auginimo sezonas; aukšta oro ir dirvožemio temperatūra; drėgmės trūkumas; drėkinimas; gumbų medžiagos importas; sėklininkystės ir komercinės bulvių auginimo derinimas).
Penkta: užtikrinti aukščiausią pagamintos sėklinės medžiagos kokybės lygį (turima omenyje veislę, sėjos rodiklius ir derlingumo savybes). Sėjos savybės ir derlingumo savybės yra svarbiausi Rusijos veislininkystės įmonių pažangos rezervai.
Baigdami pabrėžiame, kad galime kalbėti apie konkurencingumą Rusijos Federacijos vidaus rinkoje ir apie faktinį valstybės įgyvendinimą būtinų priemonių rinkiniui plėtoti ir palaikyti vidaus ekonomiką.
Sergejus Banadysevas, žemės ūkio daktaras. Mokslai, UAB "DGT",
Elena Šanina, žemės ūkio daktarė. Mokslai, Uralo žemės ūkio tyrimų institutas