Hvordan hybride plantesorter kunne løse udfordringerne med fødevaresikkerhed og klimaændringer

Hybride landbrugs- og gartneriafgrøder kan spille en vigtig rolle i at understøtte den globale fødevaresikkerhed. De producerer højere udbytter og er ofte mere modstandsdygtige end ikke-hybride sorter over for sygdomme og klimastress. Men for mange afgrøder er der ingen hybridsorter tilgængelige. Hvorfor det?

Majs er en globalt set meget vigtig afgrøde, og brugen af ​​hybridsorter er rutine. Den første type blev introduceret så langt tilbage som i 1930. Men det er ikke sket for andre større afgrøder som hvede og kassava. Nu er der for første gang lavet en omfattende undersøgelse af alle de faktorer, der afgør, om kommercielle planteavlere kan finde på en hybridsort. Nogle gange er der biologiske udfordringer. Ofte spiller økonomiske faktorer ind.

Det er en unik og omfattende undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Nature Plants . Artiklens forfattere er tilknyttet hybridkartoffelforædlingsfirmaet Solynta og Wageningen University &Research. Hovedforfatteren er Emily ter Steeg, ph.d. kandidat i udviklingsøkonomi.

Generering af indavlede linjer

En hybridsort er "en efterkommer af to forældreplanter, som komplementerer hinanden perfekt. Hybriden kombinerer så forældrenes bedste kvaliteter," siger ter Steeg. Men for at skabe egnede forældre skal du sikre, at de er så genetisk ensartede som muligt (homozygote). Du kan gøre dette ved at krydse forældrene med sig selv - en proces, der kaldes "selfing" eller "indavl". "At udvikle stærke moderlinjer tager tid og koster penge. Så planteavleren skal være sikker på at få et afkast af denne investering" siger ter Steeg.

Der er mange forhindringer at overvinde. Først og fremmest skal det være biologisk muligt at producere disse homozygote forældrelinjer. En selvbestøvende plante er ideel, mens det er meget sværere for planter, der altid krydsbestøver med en anden plante. Desuden har nogle afgrøder også flere sæt kromosomer, hvilket gør det endnu sværere, eller tæt på umuligt, at producere indavlede forældrelinjer.

Kartoflen, der dyrkes på vores marker, har for eksempel fire sæt kromosomer med arvemateriale. Det er en vigtig grund til, at der har været så få forsøg på at generere indavlede linjer. Det gør kartoffelavlen særligt vanskelig, og det er derfor, vi stadig har ældgamle sorter som Bintje eller Russet Burbank.

Men vi gør fremskridt. Der findes faktisk også diploide kartofler, der kun har et enkelt sæt gener. Disse sorter understøttede ikke indavl. Men det er for nylig lykkedes forskere ved Solynta og Wageningen University &Research at komme uden om den forhindring. Sli-genet er nøglen til det. Nu er vejen klar til at udvikle kartofler fra hybridfrø frem for fra knolde.

Økonomiske drivere

"Med hvede er der et andet problem at overveje. Hvede producerer relativt få frø pr. bestøvning, og indtil videre er merværdien af ​​hybridsorter begrænset. Det er også et segmenteret marked. Derfor er udvikling af hybridhvede endnu ikke omkostningseffektivt for planteavlere. ," siger ter Steeg.

Forskerne undersøgte de økonomiske drivkræfter for at udvikle en hybrid sort. På den ene side er der omkostningerne ved udviklingsprocessen, og på den anden side er der de forventede indtægter. Begge spiller en vigtig rolle. "Store markeder eller markeder med høj værditilvækst er mere rentable for planteavlere. Det er derfor, man ser hybridsorter af store globale afgrøder og vigtige grøntsager, men mindre for små lokale afgrøder. Også markedsprisen på de høstede produkter bestemmer, hvor meget en avleren er villig til at investere i frø. Derfor påvirker markedspriserne for avlerne frøpriserne og planteavlernes indtægter."

Fælles indsats

Højtydende, robuste afgrøder er et presserende behov for at imødegå udfordringerne med global fødevaresikkerhed og klimaændringer. "Men der mangler fremskridt i forædlingen af ​​nogle basisafgrøder, som er vigtige for fødevaresikkerheden. Det gælder kassava, sukkerrør og søde kartofler, men også traditionelle bladgrøntsager og frugter. Hvis vi vil forbedre og sikre adgang til ernæringsrig mad i fattigere lande, er det vigtigt også at gøre fremskridt med kommercielt mindre attraktive afgrøder," siger ter Steeg.

Forfatterne af Naturplanterne artiklen anbefaler offentlig-private partnerskaber i tilfælde, hvor planteavlere ikke kan se en umiddelbar business case. "Eksempler på en sådan tilgang er det nationale program 'Topsectorenonderzoek' (Topsector Research) og dets forgænger 'Technologisch Top Instituut Groene Genetica' (Technological Top Institute Green Genetics). For eksempel er mange genotyper (halvfabrikata) blevet leveret i blandt andet peberfrugt og tomater, der dengang blev brugt af avlsvirksomheder til at udvikle nye sygdomsresistente sorter."