Onderzoekers voorspellen veredeling, regionale verschuivingen in aardappelen in komende decennia

Dankzij een samenwerking tussen onderzoekers over de hele wereld, waaronder de Alliance of Bioversity International en het International Centre for Tropical Agriculture, hebben aardappelveredelaars nu een veel betere toolkit om nieuwe rassen te ontwikkelen die het beste passen bij hun behoeften in een veranderend klimaat.

Meer dan 1.3 miljard mensen eet aardappelen als basisvoedsel, waardoor het na tarwe en rijst het op twee na belangrijkste voedselgewas is, maar door de manier waarop aardappelen zich voortplanten, kan het 40 tot 50 jaar duren voordat nieuwe cultivars op de markt komen. Onderzoekers in Hawaï, het Amerikaanse vasteland en Londen ontdekten dat het van cruciaal belang is dat fokkers toegang hebben tot de best mogelijke informatie om weloverwogen beslissingen te kunnen nemen over welke fokstrategieën zullen leiden tot de gewenste eigenschappen die nodig zijn in een veranderend klimaat.

In hun Voedsel- en energiezekerheid papier "Wilde verwanten van aardappel kunnen de aanpassing aan nieuwe niches ondersteunen in toekomstige klimaatscenario's”, zeggen de onderzoekers dat tegen 12.5 tot 2070% van het huidige klimaat voor aardappelteelt naar nieuwe regio’s zal verschuiven. “Maar als we in 2050 iets nieuws willen hebben, moeten we de beslissing in 2030 nemen”, zegt Michael Kantar een assistent professor aan de Universiteit van Hawaï en een van de co-auteurs van het artikel.

Kantar legt uit dat door het identificeren van nuttige eigenschappen - zoals lokaal aanpassingsvermogen en klimaatflexibiliteit - in enkele van de tientallen wilde aardappelvariëteiten (en hoe goed ze kruisen), onderzoekers veredelaars kunnen helpen tijd en kosten te besparen om nieuwe cultivars te ontwikkelen. "Traditioneel, als je 72 potentiële soorten aardappelen hebt en dan 10 monsters neemt en ze terug kruist naar je favoriete cultivar, dan zou je in meerdere regio's beoordelen - dat is veel tijd en kosten," zei hij, eraan toevoegend dat beginnend met kennis welke kruisingen met succes zouden kunnen kruisen, zou het aantal benodigde proefplanten verminderen.

Nathan Fumia, een onderzoeker bij de afdeling Tropische Planten- en Bodemkunde, Universiteit van Hawaï in Honolulu en een andere co-auteur van de krant, zeiden dat de meeste aardappelen, wild en gedomesticeerd, op de een of andere manier zijn gesequenced. Een andere papier, ook geschreven door Fumia, genaamd "Interacties tussen kweeksysteem en ploïdie beïnvloeden nichebreedte in Solanum", werd gepubliceerd in Royal Society Open Science en keek naar een breed scala aan aardappelsoorten en hun fylogenetica, dat wil zeggen, de evolutionaire geschiedenis en relaties tussen individuen of groepen organismen.

"Door naar fylogenetica te kijken, waren we op zoek naar een proxy voor of het kan worden gekruist: als het nauwer verwant is, is het waarschijnlijker dat het kan worden gekruist," zei Fumia. Fumia en zijn co-auteurs ontdekten dat het ontkoppelen van geografisch bereik en nichediversiteit zou helpen bij het identificeren van soorten die van bijzonder belang kunnen zijn voor aanpassing van gewassen aan een veranderend klimaat.

"Dat was iets wat we zagen ontbrak in de literatuur en dit was het kader voor waar we naar keken in de andere krant," zei hij. Kantar zegt dat in plaats van nieuwe rassen op te leggen aan nieuwe regio's, de genetische gegevens die door de onderzoekers zijn geanalyseerd, nuttige informatie kunnen opleveren om lokaal fokken gemakkelijker te maken. "Wat we willen doen, is ze een hulpmiddel geven over hun eigen idee over hoe ze willen dat hun eigen voedselsysteem werkt," zei Kantar.

Colin Khoury, co-auteur van beide artikelen en onderzoeker bij de Alliance of Bioversity International en het International Center for Tropical Agriculture (CIAT), en directeur van Wetenschap en Natuurbehoud bij de San Diego Botanic Garden, zei dat de rol van CIAT in langdurig onderzoek naar de wilde verwanten van gewassen en in het bijzonder het begrijpen van hun staat van instandhouding door het gebruik van geospatiale tools.

Khoury legde uit dat Kantar als postdoc bij CIAT werkte en met de organisatie trainde in het gebruik van deze tools en methoden. "Dit gaat door in zijn huidige werk, zoals te zien is in de twee zojuist gepubliceerde artikelen en we blijven samenwerken met het Kantar-lab en helpen graag hun studenten te begeleiden", zei Khoury.

"Beide artikelen ontwikkelen nieuwe methoden of gebruiken steeds meer relevante gegevens met betrekking tot de bruikbaarheid van wilde verwanten voor het kweken van gewassen," zei hij, eraan toevoegend dat men informatie gebruikt over hun genetische systemen en reproductieve strategieën; en de andere door een beter begrip van hun ecologische niches met betrekking tot de waarschijnlijke teeltgebieden van de aardappelteelt in de toekomst.

"Deze beide bieden extra waarde met betrekking tot wat wilde verwanten kunnen bijdragen aan gewasverbetering."

/wetenschap-en-onderwijs