Uprawy roślin strączkowych nabierają rozpędu
Rośliny strączkowe są istotnymi składnikami w produkcji pasz i żywności oraz mają pozytywny wpływ na środowisko. Są bogate w białko, wspomagają wprowadzanie azotu do systemów upraw, co potencjalnie zmniejsza potrzebę stosowania syntetycznych nawozów azotowych, a także są głównym składnikiem roślinnych substytutów mięsa. Sektor ten stale się rozwija, a w jego ramach poszukuje się nowych sposobów wykorzystania potencjału białka roślinnego. Istnieje zatem wiele powodów, aby zwiększyć uprawę roślin strączkowych. Jednak w Europie i Chinach występują niedobory obszarów o odpowiednich warunkach agroekologicznych dla wzrostu roślin wysokobiałkowych, więc oba te rejony są silnie uzależnione od importu żywności białkowej oraz wykorzystują duże ilości syntetycznych nawozów azotowych. Finansowany ze środków UE projekt EUCLEG (Breeding forage and grain legumes to increase EU’s and China’s protein self-sufficiency) powstał, aby zmienić ten stan rzeczy. „Prowadziliśmy badania nad uprawami roślin strączkowych, których ostatecznym celem była poprawa wydajności odmian”, mówi Bernadette Julier, koordynatorka projektu i dyrektorka ds. badań w INRAE – francuskim Narodowym Instytucie Badawczym ds. Rolnictwa, Żywności i Środowiska. Badania obejmowały genotypowanie, fenotypowanie oraz opracowywanie statystyk.
Wspomaganie postępów w dziedzinie genetyki
Zespół projektu EUCLEG skupił się na pięciu najczęściej uprawianych gatunkach roślin strączkowych w Europie: dwóch roślinach pastewnych – lucernie i koniczynie czerwonej, oraz trzech roślinach strączkowych – grochu, bobie i soi. „Chcieliśmy pomóc hodowcom w tworzeniu bardziej przystosowanych, wydajnych odmian. Będą one uprawiane na obszarach geograficznych, gdzie prowadzi się już uprawy roślin strączkowych, i będą charakteryzować się wyższą wydajnością, jakością i stabilnością niż obecne odmiany lub pomogą poszerzyć obszar upraw w regionach, w których uprawia się niewiele roślin strączkowych”, wyjaśnia Julier. Dzięki większym plonom i obszarom upraw lokalna produkcja białka spożywczego zwiększy się, a nowe odmiany będzie łatwiej wprowadzić do płodozmianu, by zwiększyć dywersyfikację. Prace prowadzone w ramach projektu doprowadziły do opracowania lub wprowadzenia do użytku narzędzi do genotypowania całego genomu pięciu głównych gatunków roślin strączkowych. „Stworzyliśmy także nową wizję różnorodności genetycznej, którą można wprowadzić w uprawach każdego gatunku. Uzyskanie ogromnej liczby markerów z dużego zestawu danych katalogowych dostarczyło nowych informacji na temat lucerny i soi. Zidentyfikowaliśmy również nowe źródła zmienności fenotypowej”, dodaje Julier. Dzięki genotypowaniu całego genomu możliwe było zidentyfikowanie markerów molekularnych związanych ze zmiennością cech. Wiedza ta może znaleźć zastosowanie w programach hodowlanych w celu przyspieszenia postępu genetycznego. „Dodatkowo oszacowana została zdolność predykcyjna pod kątem głównych cech, a wyniki wskazują, że selekcja genomowa powinna również przyspieszyć postęp genetyczny w hodowli roślin strączkowych, tak jak w przypadku innych istotnych gatunków roślin i zwierząt”, mówi Julier.
Rosnące ambicje
W gromadzenie i analizę danych włączyło się kilku komercyjnych i prywatnych hodowców roślin strączkowych. „Ta współpraca sprzyja wdrożeniu wiedzy pozyskanej w ramach badań naukowych w sektorze przemysłowym”, zauważa Julier. W ramach projektu zorganizowano również szkolenia dla hodowców. „Dostrzegli oni oczekiwany potencjał hodowli molekularnej roślin strączkowych. Mam nadzieję, że w przyszłości w takich hodowlach będą wykorzystywane narzędzia molekularne, by przyspieszyć postęp genetyczny i stworzyć odmiany dostosowane do różnych ograniczeń i zastosowań”, dodaje. Kolejne etapy projektu obejmą wykazanie postępu, jaki można uzyskać z hodowli molekularnej w porównaniu z hodowlą fenotypową. „Jednocześnie kluczowe znaczenie ma zmniejszenie kosztów genotypowania poprzez dostosowanie metod i liczby markerów wymaganych w programie hodowlanym. Systemy hodowlane powinny być także dostosowane do wprowadzenia hodowli molekularnej przy procesie tworzenia odmiany oraz równoczesnego aktualizowania równań predykcji i markerów do różnorodności genetycznej badanej próbki”, podsumowuje Julier.
Słowa kluczowe
EUCLEG, rośliny strączkowe, hodowla roślin strączkowych, Europa, Chiny, produkcja paszy, import białka
