Chinese wetenschappers hebben een generatie van "pure en vruchtbare aardappellijnen" ontwikkeld met technologieën voor het bewerken van genoom, een baanbrekende prestatie.
Het experiment, geleid door Huang Sanwen, een onderzoeker bij het Agricultural Genomics Institute in Shenzhen (AGIS) onder de Chinese Academie voor Landbouwwetenschappen (CAAS), maakte gebruik van genoomontwerp om aardappelveredeling te transformeren van een langzame, niet-accumulerende modus in een snel- iteratief een. Hun studie, getiteld "Genome design of hybrid potato", werd online gepubliceerd in een van 's werelds toonaangevende academische tijdschriften, Cel, op donderdag.
In tegenstelling tot andere gewassen, aardappel, wordt het knolgewas klonaal vermeerderd in plaats van zaad vermeerderd. Als gevolg hiervan wordt de aardappelteelt geconfronteerd met een reeks problemen, waaronder lange kweekcycli, lage reproductie-efficiëntie, ziekten en plagen, vertelde Huang, directeur-generaal van de AGIS, aan China Media Group (CMG). Bovendien, vanwege de complexiteit van het genoom, verloopt de genetische verbetering van de aardappel en het veredelingsproces erg traag, voegde Huang eraan toe.
Veel wijdverbreide aardappelrassen over de hele wereld zijn honderden jaren oud. Een ras dat meer dan honderd jaar meegaat, betekent echter niet dat het perfect is. In tegenstelling, "het is moeilijk om te fokken, en mensen slagen er niet in een vervanger te cultiveren", vertelde Zhang Chunzhi, eerste auteur van de onderzoekspaper en lid van de AGIS, aan The Paper. Om de uitdagingen van de aardappelteelt aan te pakken, startten Huang en zijn team in 2015 het "Upatoto Plan" met als doel de vegetatieve reproductie te vervangen door hybride zaden via genoomontwerp en de snelheid van de aardappelveredeling en de reproductie-efficiëntie te verbeteren.
“We moeten eerst het probleem van zelfincompatibiliteit oplossen, namelijk dat aardappelen na zelfbestuiving geen zaden produceren. Door materiaalselectie en genbewerking hebben we het probleem met succes aangepakt en zaden geproduceerd", aldus Huang. “Ondertussen hebben we ook ontdekt hoe we de plantgezondheid en output kunnen verbeteren. Door genoomontwerp hebben we schadelijke mutaties geëlimineerd, goede genen geaggregeerd en uiteindelijk het aardappelras 'Upatoto NO. 1.' Na testen heeft hij uitstekende prestaties laten zien.” Het onderzoek is volgens de CAAS 's werelds eerste toepassing van 'genome design' in de aardappelveredeling.
Hun internationale collega's hebben het werk van het team erkend. "Dit werk is erg belangrijk omdat het relevant is voor het voeden van de planeet", zegt Sofin Kamon, lid van de European Academy of Sciences. “Wat professor Huang en zijn team deden, is dat ze de aardappel in wezen opnieuw hebben uitgevonden. Ze hebben het gewas bijna helemaal opnieuw uitgevonden. De hybride aardappel- en hybride aardappeltechnologie zijn echt geweldig om de aardappelteelt naar het moderne tijdperk van de plantenveredeling te brengen."
Een veelbelovende proef
Afgelopen november werd in de provincie Yunnan in het zuidwesten van China een proef uitgevoerd met de aardappel "Upatoto No. 1". De output bleek in februari ver boven verwachting te zijn. "De opbrengst van de eerste generatie hybride aardappelen was bijna 3 ton per mu (ongeveer 45 ton per hectare), wat gelijk is aan de opbrengst van de beste aardappelrassen in de regio", vertelde Zhang aan CMG. "We hebben nu slechts 2 gram aardappelzaad nodig voor een land van één hectare, vergeleken met 200 kilo pootaardappelen voorheen, wat de plantkosten aanzienlijk verlaagt." Voor de volgende stap zullen de onderzoekers het technologische onderzoek en de ontwikkeling versterken om zich voor te bereiden op de industrialisatie van aardappelzaden, voegde Zhang eraan toe.
"Aardappel is een gewas voor koel weer. De temperatuur in de lente, zomer en herfst is in Zuid-China te hoog om aardappelen te telen, terwijl het winterseizoen in de zuidelijke berggebieden en de meeste andere regio's in China geschikt is voor de aardappelteelt", zegt Xiong Xingyao, vice-president van Potato Professional. Comité onder de Gewaswetenschapsvereniging van China. “Het 'Upatoto Plan' heeft het probleem van de overdracht van pootaardappelen tussen verschillende regio's opgelost. Als we gebruik kunnen maken van de ongebruikte wintervelden in Zuid-China, kan dit effectief helpen bij het oplossen van het probleem van voedselzekerheid in China', zei Xiong.