Биоразнообразие сладкого картофеля может помочь повысить устойчивость мелких фермерских хозяйств к изменению климата, заявила группа исследователей из нескольких научных учреждений. Результаты глобального анализа внутривидового разнообразия сладкого картофеля – одной из самых важных продовольственных культур в мире – демонстрируют важную роль генетического разнообразия для продуктивности и устойчивости продовольственных и сельскохозяйственных систем перед лицом изменения климата. Результаты научной работы были опубликованы 5 октября в журнале Nature Climate Change, сообщает портал Phys.org.
Изменение климата представляет угрозу для сельскохозяйственных культур в мире. Волны жары, которые, согласно прогнозам эволюции климата, могут усилиться, создают уровни теплового стресса, наносящие ущерб сельскохозяйственному производству. Таким образом, выявление устойчивых сортов сельскохозяйственных культур имеет решающее значение для обеспечения продовольственной безопасности людей и устойчивости фермеров. На сегодняшний день было проведено множество исследований по улучшению сортов, которые включают в себя разработку и отбор растений с необходимыми характеристиками. Однако немногие изучали внутривидовое разнообразие, которое определяется как степень генетического разнообразия, существующего внутри одного и того же вида.
В рамках настоящего исследования международная группа специалистов сосредоточила свое внимание на сладком картофеле – пятой по значимости сельскохозяйственной культуре в мире после кукурузы, пшеницы, риса и маниоки. Этот клубень выращивают из-за его выносливости и устойчивости к климатическим потрясениям, он имеет большой потенциал для достижения Целей устойчивого развития (ЦУР), установленных ООН. Его выращивают в районах, подверженных эрозии, для защиты сельскохозяйственных земель (ЦУР 12 и 15); он имеет высокую питательную ценность, а также содержит больше, чем большинство основных продуктов питания, витаминов А и С, кальция, железа, пищевых волокон и белков (ЦУР 2 и 3); его гибкие графики посадки и сбора урожая означают, что его выращивание менее трудоемко и, следовательно, особенно хорошо адаптируется к миграции людей (ЦУР 10 и 16).
В рамках исследовательской программы CGIAR по корням, клубням и бананам (RTB) исследователи оценили устойчивость к тепловому стрессу 1973 различных сортов сладкого картофеля из генного банка сладкого картофеля CIP. Коллекция культурных сортов из 50 стран включала современные и традиционные сорта, а также линии селекции, выведенные in vitro и затем посаженные на полях, орошаемых в контролируемых условиях, на испытательном участке площадью 2,5 га в прибрежном пустынном районе на севере Перу. Анализ данных о корнях и листве позволил исследователям измерить эффект многократного воздействия экстремальных температур – выше 35 градусов по Цельсию.
Результат: «132 сорта, из которых 65,9% были традиционными местными сортами, продемонстрировали хорошую термостойкость. Таким образом, они являются многообещающими кандидатами для отбора в качестве высокоурожайных, термостойких сортов», – объясняет Беттина Хайдер, исследователь CIP и ведущий автор научной работы.
«Этот массовый скрининг, проведенный в беспрецедентном географическом масштабе (Америка, Африка, Азия), оказался решающим для определения характеристик устойчивости сладкого картофеля к тепловому стрессу с целью более глубокой молекулярной характеристики конкретных генов», – объясняет Оливье. Дэнглс, эколог IRD и соавтор исследования. «Внутривидовое разнообразие – результат сотен лет совместной эволюции фермеров и их сельскохозяйственных культур – оказывается критически важным в условиях изменения климата», – продолжает он. «Это подчеркивает роль агробиоразнообразия в устойчивости тропических сельскохозяйственных систем».
«Наши результаты также предполагают, что температура растительного покрова и уровень каротиноидов могут быть подходящими маркерами для выбора устойчивых к тепловому стрессу линий», – добавляет Эмиль Фэй, исследователь пространственной агроэкологии в CIRAD. «Однако совместные эксперименты должны проводиться в разных контекстах, чтобы проверить эффективность и экономическую жизнеспособность идентифицированных сортов».
Таким образом, внутривидовое разнообразие предлагает фермерам больше возможностей для управления климатическими рисками и повышения устойчивости их сельскохозяйственных систем. Авторы исследования рекомендуют поделиться этими знаниями с фермерами, чтобы они использовали высокоурожайные сорта, которые также обладают более высокой питательной ценностью.
