Ateityje bulvės turi tapti tik daržove ir tapti rimtu maisto saugumo pasirinkimu. Atsižvelgiant į ribotą dirbamos žemės prieinamumą šalyje, didesnę bulvių produkciją turi lemti produktyvumo augimas. Būsimas CPRI bulvių tyrimų ir plėtros planas visų pirma būtų orientuotas į bulvių produktyvumo didinimą iki 34.51 t/ha iki 2050 m. Antrasis instituto tikslas bus pagerinti bulvių kokybę, kaip to pageidautų pramonė ir bulvių vartotojai. ekonominės plėtros era, didesnė perkamoji galia ir noras mokėti daugiau už norimą kokybę. Geresnio bulvių laikymo tyrimai bus skirti kaip dar vienas svarbus komponentas, siekiant sumažinti nuostolius po derliaus nuėmimo per ateinančius 40 metų.
Tikslų pasiekimo strategija
Siekiant įgyvendinti tikslus ir įveikti numatomus iššūkius, vizijoje užsibrėžtiems tikslams pasiekti būtų taikoma septynių krypčių strategija.
- Veiksmingas genetinių išteklių naudojimas veislei gerinti
• Molekulinis apibūdinimas ir gemalų plazmos branduolio rinkinio vystymas.
Išankstinis bulvių veisimas ir genetinis stiprinimas
Laukinės Solanum rūšys yra gausus įvairių biotinių ar abiotinių stresų ir pageidaujamų agronominių savybių, kurios vis dar nepanaudotos, įvairovės šaltinis. Siekiant išplėsti auginamų bulvių genetinę bazę, būtina nedelsiant panaudoti šių laukinių rūšių genetinį potencialą bulvių auginimui gerinti, kad būtų tvariai sprendžiamos maisto saugumo problemos. Reikalingas tarptautinis bendradarbiavimas laukinių gemalo plazmos panaudojimo laukinių rūšių išsaugojimui ir tvariai naudojimui, prieigą prie laukinių rūšių genetinės įvairovės, genų gavybos veiklos genomikos priemonėmis, sistemingos ir integruotos vertinimo strategijos, įvairių bruožų apibūdinimo, populiacijos vystymosi srityse. , ir molekulinių/genomikos priemonių naudojimas bulvių gerinimui.
Todėl CPRI ikiveisimo tyrimai būtų daugiausia orientuoti į laukinių rūšių įsigijimą iš tarptautinių genų bankų, tų laukinių rūšių įvertinimą dėl įvairių pageidaujamų savybių, elitinių genetinių išteklių kūrimą somatinės hibridizacijos ir 2n gametų suliejimo būdu, populiacijos kartografavimą pasirinktoms rūšims. bruožai, šerdies kolekcija ir susiję molekuliniai žymenys, dėl kurių pažeidžiamos bulvių derliaus kliūtys.
• Kartografinės populiacijos kūrimas ir išankstinis veisimas, įskaitant somatinius hibridus, siekiant panaudoti platesnį genofondą.
• Heterozė ir hibridinis gyvybingumas, dėl kurio padidėja bulvių gamybos potencialas.
Hibridinė bulvė
Nors visos pasaulyje sukurtos bulvių veislės yra hibridai, tačiau hibridinės jėgos/heterozės potencialas nėra išnaudojamas iki galo, nes tėvų linijos nėra vienveislės/grynos linijos. Lytiniu būdu išaugintos tikrosios bulvių sėklos (TPS) turi didelį pažadą auginti bulves iš botaninių sėklų, o ne gumbų. Beveik visi virusai negali užkrėsti TPS taip, kaip pageidautina, kad pablogėtų sėklų kokybė. Viena iš veislinių bulvių veislių, kurias galima dauginti ir išauginti iš tikrosios sėklos, problemų yra agronominių savybių nevienodumas. TPS heterogeniškumą lemia heterozigotinis tėvų pobūdis. Grynos linijos / įveistos tėvų linijos negali būti auginamos bulvėse dėl didelės giminystės depresijos ir savęs nesuderinamumo. Pusiau auginamose bulvėse yra žinomas savaiminio nesuderinamumo inhibitoriaus genas (Sle). Šis genas gali būti redaguojamas auginamose bulvėse taikant CASPER-CA metodus, siekiant sukurti specifiniams požymiams būdingus homozigotinius tėvus, kad būtų galima panaudoti hibridinį gyvybingumą.
• Bulvių veislių ir populiacijų kūrimas trumpam, perdirbimas, krakmolo gamyba, atsparumas karščiui ir sausrai, biotiniam stresui, maistinių medžiagų naudojimo efektyvumas, kharif sezonas, eksportas, ankstyvas sumaišymas ir TPS populiacijos.
2. Saugus biotechnologijų taikymas bulvių gerinimui
- Struktūrinė genomika ir bioinformatika, skirta sukurti tvirtus kokybinių ir kiekybinių požymių molekulinius žymenis.
- Funkcinė genomika, skirta genų atradimui, siekiant nustatyti tikslinius bruožus, tokius kaip atsparumas vėlyvajam pūtimui, atsparumas karščiui, gumbų susidarymas aukštoje temperatūroje, geresnis vandens ir maistinių medžiagų naudojimo efektyvumas.
- Proteomika ir metabolomika pagrindiniams gumbų susidarymo, fotosintezės, fotoasimiliatų skaidymosi, krakmolo metabolizmo, karotinoidų ir flavonoidų sintezės, baltymų saugojimo kokybės, perdirbimo kokybės tyrimams.
- Technologijų kūrimas, skirtas transgenų integravimui be žymenų ir konkrečiai vietai.
- Transgeninių bulvių, turinčių didesnį atsparumą / toleranciją biotiniam / abiotiniam stresui, kūrimas ir pagerinti mitybos bei perdirbimo kokybę.
3. Kokybiškos sodinamosios medžiagos gamybos skatinimas
- Nebrangių ir efektyvių masės sklidimo metodų – aeroponikos, bioreaktorių technologijos – kūrimas ir standartizavimas.
Selekcininkų sėklų gamyba
Šiuo metu CPRI kasmet pagamina apie 30,000 125 centnerių branduolių ir selekcinės sėklos, kurios pakanka tik sveikų sėklinių bulvių poreikiui šalyje patenkinti. Tačiau atsižvelgiant į tai, kad iki 3.62 m. iš 2050 mln. ha bus pagaminta 2020 mln. tonų bulvių, ši selekcinės sėklos pasiūla greičiausiai neatitiks paklausos. CPRI tikslas – 2030, 2040, 2050 ir 33,000 m. pagaminti branduolį ir selekcinę sėklą, kurios būtų atitinkamai 36,000 39,000, 42,000 XNUMX, XNUMX XNUMX ir XNUMX XNUMX centnerių. Kadangi CPRI ūkiuose yra ribotos galimybės padidinti selekcinės sėklos kiekį dėl papildomos žemės sėklų auginimui apribojimo, todėl yra tiriamas bendradarbiavimas su kitomis vyriausybinėmis organizacijomis, pvz., SAU.
• Vektorių dinamika ir jos įtaka sėklų kokybei.
• Homozigotinių TPS populiacijų kūrimas naudojant apomiksus ir monohaploidiją
4. Ištekliais pagrįstas planavimas ir pasėlių valdymas
- IT pagrįstų sprendimų palaikymo sistemų / įrankių, skirtų pasėlių planavimui ir piktžolių, maistinių medžiagų, vandens, ligų ir kenkėjų valdymo klimato kaitos scenarijui, kūrimas.
- Technologijų standartizavimas, pagerinantis anglies sekvestraciją ir dirvožemio sveikatą.
- Technologijų, skirtų padidinti sąnaudų panaudojimo efektyvumą naudojant tikslią ūkininkavimą ir mikro drėkinimą, kūrimas.
Mikro drėkinimas bulvėse
Mikro drėkinimas (lašelinis ir purkštuvas) leidžia aukštu dažniu purkšti vandenį augalų šaknų zonoje ir aplink ją. Ši sistema yra naudinga trąšoms ir pesticidams tręšti, todėl efektyviai naudojamos gamybos sąnaudos. Bulvės turi retą ir negilią šaknų sistemą, beveik 70% viso vandens sunaudojama iš viršutinio 30 cm dirvožemio sluoksnio. Priklausomai nuo klimato sąlygų, dirvožemio tipo, auginimo sezono trukmės, veislės trukmės, pasėlių paskirties ir drėkinimo būdų ir kt., reikia 400-600 mm drėkinimo vandens. CPRI sukūrė mikro drėkinimo technologiją, skirtą naudoti bulvių pasėliuose. Per tręšimą maistinės medžiagos yra laistomos (lašinama) šalia augalų šaknų zonos, kad būtų užtikrinta optimali drėgmė ir maistinės medžiagos per visą pasėlių augimo laikotarpį. Tręšimas purkštuvu taip pat yra naujas būdas, kai maistinės medžiagos, ypač azotas, purškiant per purkštuvą, purškiant lapus tiesiai į lapiją. Šie drėkinimo / tręšimo būdai taupo vandenį (sutaupoma apie 30-50%), tuo pačiu duodama 15-30 kartų didesnį derlių. sutaupant iki 25 % trąšų. Šią technologiją taikė bulvių augintojai įvairiose šalies dalyse, tačiau Gudžaratas gali būti laikomas pavyzdžiu šiuolaikiniams drėkinimo metodams taikyti, nes valstybėje yra didžiausias mikro drėkinimo technologijų pritaikymas, įskaitant bulvių pasėlius. Todėl Gudžarate yra didžiausias bulvių produktyvumas Indijoje.
5. Ekologiška augalų apsauga
- Naujų patogenų/kenkėjų populiacijų genomo kintamumo ir dinamikos katalogavimas (patogenomika).
- Diagnostikos, skirtos patogenams aptikti tiek laboratoriniu, tiek lauko lygiu, kūrimas naudojant mikromatricas ir nanotechnologijas.
- Ekologija ir naudingų mikroorganizmų valdymas, siekiant padidinti pasėlių produktyvumą ir valdyti ligas.
Nešiojami matuoklio rinkiniai
Institutas sukūrė nešiojamus matuoklio rinkinius, skirtus pagrindinių bulvių virusų aptikimui lauko lygmeniu, remiantis šoninio srauto imuniniu tyrimu vienam ar dviejų virusų deriniui. Šie rinkiniai yra nešiojami ir lengvai naudojami bet kuriai suinteresuotajai šaliai, įskaitant ūkininkus lauko lygiu, kad nustatytų bulvių derliaus sveikatos standartą. Rinkinius išleido gerbiamasis žemės ūkio ministras ICAR įkūrimo dieną po to, kai buvo patvirtintas AICRP (P) centruose ir pažangių augintojų.
6. Energiškai efektyvaus bulvių saugojimo ir įvairaus naudojimo skatinimas
- Technologijų tobulinimas, skirtas saugoti aukštoje temperatūroje tiek ūkyje, tiek už jos ribų.
- Naujų procesų, produktų ir panaudojimo technologijų kūrimas įvairiam bulvių naudojimui, įskaitant atliekų panaudojimą.
- Maisto stiprinimas, siekiant pagerinti perdirbtų maisto produktų maistinę kokybę.
- Glikemijos indekso mažinimo technologijos.
7. Instituto ir ūkininko sąsajos stiprinimas technologijų sklaidai
- Lyginamieji ūkių pelningumo tyrimai, susiję su gebėjimu prisidėti prie BVP įvairiais augalais, siekiant užtikrinti veiksmingą politikos indėlį.
- Įgudęs techninis sklaida per optimalų tradicinių ir modernių pratęsimo įrankių derinį.
Pažangiausios tyrimų temos
CPRI savo būsimoje MTTP darbotvarkėje naudos šias pažangiausias mokslinių tyrimų temas.
• Transgeninių bulvių kūrimas siekiant spręsti didelės rizikos sritis, ty. biotiniai ir abiotiniai įtempiai, kokybės gerinimas ir platesnis pritaikymas.
Ankstyvos brendimo dienos neutralios veislės
Ateityje institutas daugiausia dėmesio skirs technologijų, tokių kaip genomika, transkriptomika ir kita-omika, panaudojimui bulvių gerinimo srityje. Genai ir aleliai yra žinomi dėl gumbų susidarymo ir brandumo, todėl artimiausiu metu bus labai gerai stengiamasi sukurti veisles, kurios subręsta per 50–60 dienų ir gali būti derinamos įvairiose pasėlių sekose.
• Perdirbimo sektorius: šalto skaldos veislių kūrimas.
• Sėklų sektorius: sėklinių bulvių auginimas netradicinėse vietovėse.
• Sveikatos sektorius: mažo glikemijos indekso ir didelio antioksidantų kiekio bulvių kūrimas.
• Naujų genų ir svarbių bruožų žymenų identifikavimas.
• Visiškai automatinis bulvių kombainas taupo darbo sąnaudas.
• Bulvių proteomikos ir fenomikos tyrimai, susiję su gumbų susidarymu.
• Naujos kartos molekulinis žymeklis SNP, atsižvelgiant į atsparumą ligoms ir kokybės požymius, bus sukurtas alelių gavybos ir sekvenavimo būdu.
• Būtų sukurta išmanioji biologinės rizikos sistema (įvairių patogenų ir kenkėjų rasinio modelio stebėjimas ir išankstinio įspėjimo sistemos), kad būtų galima priimti pagrįstus sprendimus vietos, regioniniu ir nacionaliniu lygmenimis.
• IRT, GIS ir nuotolinio stebėjimo parinktys bus naudojamos siekiant suprasti ir sušvelninti neigiamus klimato kaitos ir visuotinio atšilimo padarinius, nustatyti naujas bulvių auginimo sritis ir sukurti sprendimų paramos sistemas, kad būtų galima įveikti artėjančius sudėtingus iššūkius.
CPRI aktualumas iki 2050 m
Spartaus privatizavimo ir valdžios valdomų institucijų neinvestavimo įtakoje akivaizdu pagalvoti, ar tokie valdžios sektoriaus institutai kaip CPRI išliks aktualūs iki 2050 m., ar ne? Atsakymas nėra paprastas ir aiškus. Neabejotina, kad tokie institutai turės labai priklausyti nuo pačių susikurtų išteklių, bendradarbiaudami privačiai, konsultuodami projektus ir siūlydami pritaikytus sprendimus, kad išliktų. CPRI jau pradėjo komercializuoti savo technologijas, tokias kaip aeroponika ir biologinės trąšos (B-5) ir kt. Dėl nepaprasto instituto gebėjimo greitai reaguoti ir prisitaikyti prie naujos situacijos, jis yra tinkamas kandidatas ne tik išgyventi iki 2050 m. tikimasi, kad iki to laiko taps bulvių tyrimų ir plėtros kompetencijos centru pasauliniu lygiu.
CPRI turi pakankamai pasirengimo ne tik išlaikyti savo, kaip pirmaujančios bulvių tyrimų ir plėtros organizacijos, poziciją šalyje, bet ir tapti pirmaujančia pasauline mokslinių tyrimų institucija. Šis pasitikėjimas kyla ne tik iš svajonių, bet ir dėl pasaulinio lygio infrastruktūros, sukurtos institute sunkiu kelerių metų darbu. Būdamas Indijos narys 26 tarptautinių institutų, priklausančių 14 šalių, iššifruojančių bulvių genomą, konsorciumo narys ir paskelbęs rezultatus pasaulyje pirmaujančiame moksliniame leidinyje „Nature“, CPRI jau pradėjo savo kelionę šio tikslo link. Iki 2050 m. CPRI bus ne tik prisidedantis prie tarptautinių bulvių tyrimų projektų, bet ir kaip pasaulinių bulvių tyrimų ir plėtros, ypač atogrąžų ir subtropikų, tyrimų lyderis.