Bryde bælgfrugter afgrøder vild relativ barriere

Indenlandse planter til at vokse som afgrøder kan vise sig at være en tveægget lie.

På den ene side, udvælgelse af specifikke ønskelige træk, såsom høje udbytter, kan øge afgrødeproduktiviteten. Men andre vigtige træk, som modstand mod skadedyr, kan gå tabt. Det kan gøre afgrøder sårbare over for forskellige belastninger, såsom sygdomme og skadedyr, eller virkningerne af klimaændringer.

For at reducere disse sårbarheder, forskere henvender sig ofte til de vilde slægtninge til afgrøder. Disse vilde slægtninge fortsætter med at udvikle sig i naturen, ofte under ugunstige forhold. De besidder flere nyttige gener til ønskelige træk. Disse egenskaber omfatter høj grad af resistens over for sygdomme og tolerance over for miljøbelastninger.

I en ny undersøgelse, forskere rapporterer betydelige fremskridt med at overføre sygdoms- og stressresistensegenskaber fra vilde slægtninge til flere bælgfrugter til deres domesticerede sorter. Denne forskning blev udført på International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) i Patancheru, Indien.

Bælgfrugter, såsom kikært, pigeonpea, og jordnød, er blandt de få afgrøder, der vokser godt i den knappe nedbør og marginale jordbund i de halvtørre troper. Men de står over for betydelige udfordringer, siger Shivali Sharma, hovedforfatter.

"Bælgfrugter bliver hårdt ramt af sygdomme, insekt-skadedyr, tørke, varmestress, og saltindhold, "siger Sharma." Også, halvtørre regioner er meget sårbare over for klimaændringer. "Disse faktorer begrænser bælgplanter.

Der er flere vilde slægtninge til disse afgrøder, der er resistente over for skadedyr og sygdomme. "Der er et presserende behov for at finde og introducere disse nyttige gener fra vilde slægtninge i afgrødekulturer, "siger Sharma. Det ville forbedre modstandsdygtigheden mellem indenlandske bælgfrugtsorter og opretholde landbruget i disse regioner.

Det kan være meget udfordrende - og ofte umuligt - at opdrætte domesticerede afgrøder direkte med deres vilde slægtninge. For eksempel, af de otte vilde årlige arter af kikært, kun en kan let krydses med dyrket kikært og giver frugtbare afkom.

Tilsvarende vilde sorter af jordnødder er resistente over for svampeinfektioner. Men direkte krydsning af vild og domesticeret jordnød er udfordrende på grund af forskelle i, hvordan DNA i deres celler er pakket. Derudover disse arter krydser ikke godt med sorter.

De fleste vilde sorter af jordnødder er diploide:deres DNA er organiseret i to sæt kromosomer pr. Celle, meget som hos mennesker. Under reproduktion, det ene sæt kommer fra den mandlige forælder og det andet sæt fra den kvindelige forælder.

Domesticerede jordnøddeplanter, på den anden side, er tetraploide. Deres celler indeholder fire sæt kromosomer. Sættene med kromosomer i hver celle, kaldet ploidi, gør det vanskeligt direkte at inddrage vilde og indenlandske sorter af jordnødder.

"Det tager meget tid og ressourcer at overvinde udfordringer som disse, "siger Sharma." Det gør ofte, at opdrættere er tilbageholdende med direkte at bruge vilde arter i avlsprogrammer. "

Foravls programmer, såsom den hos ICRISAT, investere deres tid og dygtighed i de vilde afgrøder. Sharma og hendes kolleger avlede vilde jordnødde sorter, hvis celler har fire sæt kromosomer. Derefter identificerede de, hvilke af disse tetraploide vilde sorter der også var resistente over for svampeinfektioner. Disse blev derefter krydset med dyrkede jordnødssorter for at udvikle nye ynglelinjer med god modstand og udbytte. Planteopdrættere kan nu direkte krydse disse svampebestandige linjer med domesticerede jordnødder for at skabe nye sorter.

"Afgrøde vilde slægtninge er reservoiret for mange nyttige gener og træk, "siger Sharma." Det er vores ansvar at bruge denne skjulte skat til fremtidige generationer. "

Det er især vigtigt i forbindelse med bælgfrugter, fordi de giver en lang række fordele. For eksempel, bakterier i deres rodknolde trækker værdifuldt atmosfærisk nitrogen til sig. Det øger jordens frugtbarhed og reducerer behovet for gødning.

Bælgfrugter er også afgørende for fødevaresikkerhed i de halvtørre troper og andre dele af verden. De er en vigtig kilde til protein og mikronæringsstoffer. Kombineret med korn, de er en bæredygtig kost for mennesker over hele verden.

Og "præ-avlsprogrammer er det første skridt til at forbedre ernæring og modstandsdygtighed for moderne bælgfrugtsorter, "siger Sharma.

Læs mere om denne forskning i Afgrødevidenskab .