У будучыні бульба павінна ператварыцца з проста гародніны ў сур'ёзны варыянт харчовай бяспекі. Улічваючы абмежаваную наяўнасць апрацоўчай зямлі ў краіне, павелічэнне вытворчасці бульбы павінна быць абумоўлена ростам ураджайнасці. Будучая дарожная карта даследаванняў і распрацовак бульбы ў CPRI будзе ў першую чаргу засяроджана на павышэнні ўраджайнасці бульбы да 34.51 т/га да 2050 г. Другім кірункам дзейнасці інстытута будзе паляпшэнне якасці бульбы па жаданні галіны, а таксама спажыўцоў бульбы ў эра эканамічнага развіцця, больш высокая пакупніцкая здольнасць і гатоўнасць плаціць больш за жаданую якасць. Даследаванне паляпшэння захоўвання бульбы будзе разглядацца ў якасці яшчэ аднаго жыццёва важнага кампанента для зніжэння страт пасля збору ўраджаю на працягу наступных 40 гадоў.
Стратэгія дасягнення мэтавых паказчыкаў
Каб дасягнуць пастаўленых задач і вырашыць чаканыя праблемы, для дасягнення мэтаў, пастаўленых у бачанні, будзе выкарыстоўвацца стратэгія з сямі бакоў.
- Эфектыўнае выкарыстанне генетычных рэсурсаў для паляпшэння гатунку
• Малекулярная характарыстыка і распрацоўка ядра калекцыі зародкавай плазмы.
Перадселекцыя і генетычнае ўдасканаленне бульбы
Дзікія віды Solanum з'яўляюцца багатай крыніцай разнастайнасці для розных біятычных і абіятычных стрэсаў і жаданых агратэхнічных прыкмет, якія да гэтага часу застаюцца нявыкарыстанымі. Для пашырэння генетычнай базы культурнай бульбы тэрмінова неабходна выкарыстоўваць генетычны патэнцыял гэтых дзікіх відаў для павышэння вытворчасці бульбы ў мэтах устойлівага вырашэння праблем харчовай бяспекі. Патрабуецца міжнароднае супрацоўніцтва ў плане выкарыстання дзікай зародкавай плазмы для захавання і ўстойлівага выкарыстання дзікіх відаў, доступу да генетычнай разнастайнасці дзікіх відаў, дзейнасці па здабычы генаў з дапамогай інструментаў геномікі, сістэматычнай і комплекснай стратэгіі ацэнкі, характарыстыкі шэрагу прыкмет, развіцця папуляцыі і выкарыстанне малекулярных/геномных інструментаў для паляпшэння бульбы.
Такім чынам, папярэднія селекцыйныя даследаванні ў CPRI будуць у асноўным сканцэнтраваны на набыцці дзікіх відаў з міжнародных генных банкаў, ацэнцы гэтых дзікіх відаў на розныя жаданыя прыкметы, распрацоўцы элітных генетычных запасаў шляхам саматычнай гібрыдызацыі і зліцця 2n гамет, картаграфаванні папуляцыі для выбраных рысы, калекцыя стрыжняў і звязаныя малекулярныя маркеры, якія прыводзяць да пераадолення бар'ераў ураджайнасці бульбы.
• Распрацоўка картаграфавання папуляцыі і папярэдняга развядзення, уключаючы саматычныя гібрыды для выкарыстання больш шырокага генафонду.
• Гетэрозіс і сіла гібрыдаў, якія прыводзяць да павышэння вытворчага патэнцыялу бульбы.
Гібрыд бульбы
Нягледзячы на тое, што ўсе гатункі бульбы, выведзеныя ва ўсім свеце, з'яўляюцца гібрыдамі, але гібрыдная сіла/гетэрозіс не выкарыстоўваецца ў поўнай меры, паколькі бацькоўскія лініі не з'яўляюцца інбрэднымі/чыстымі лініямі. Сапраўднае насенне бульбы (TPS), атрыманае палавым шляхам, абяцае вырошчванне бульбы з расліннага насення, а не з клубняў. Амаль усе вірусы не здольныя заразіць TPS з жаданым уцёкам ад пагаршэння якасці насення. Адной з праблем пры вывядзенні гатункаў бульбы, якія можна размножваць і вырошчваць з сапраўдных насення, з'яўляецца неаднастайнасць агратэхнічных прыкмет. Гетэрагенны характар ТПС абумоўлены гетерозиготным характарам бацькоў. Чыстыя лініі/бацькоўскія лініі не могуць быць атрыманы ў бульбе з-за высокай інбрыдынгавай дэпрэсіі і саманесумяшчальнасці. У паўкультурнай бульбе вядомы ген інгібітару саманесумяшчальнасьці (Sle). Гэты ген можа быць адрэдагаваны ў культурнай бульбе метадамі CASPER-CA для атрымання гомазіготных бацькоў па пэўных прыкметах для выкарыстання гібрыднай сілы.
• Распрацоўка гатункаў і папуляцый бульбы на кароткі тэрмін, апрацоўка, выраб крухмалу, устойлівасць да спякоты і засухі, устойлівасць да біятычнага стрэсу, эфектыўнасць выкарыстання пажыўных рэчываў, харыф сезон, экспарт, ранняе напаўненне і TPS насельніцтва.
2. Бяспечнае прымяненне біятэхналогій для паляпшэння бульбы
- Структурная геноміка і біяінфарматыка для распрацоўкі надзейных малекулярных маркераў для якасных і колькасных прыкмет.
- Функцыянальная геноміка для адкрыцця генаў для мэтавых прыкмет, такіх як трывалая ўстойлівасць да фітафторозу, тэрмаўстойлівасць, клубнеобразование пры высокай тэмпературы, больш эфектыўнае выкарыстанне вады і пажыўных рэчываў.
- Пратэёміка і метаболоміка для асноўных даследаванняў клубнеобразования, фотасінтэзу, падзелу фотаасімілятаў, метабалізму крухмалу, сінтэзу кароціноідаў і флаваноідаў, якасці захоўваючага бялку, якасці апрацоўкі.
- Распрацоўка тэхналогій для безмаркернай і сайт-спецыфічнай інтэграцыі трансгенаў.
- Распрацоўка трансгеннай бульбы з палепшанай устойлівасцю/талерантнасцю да біятычных/абіятычных стрэсаў і для паляпшэння якасці харчавання і апрацоўкі.
3. Стымуляванне вытворчасці якаснага пасадкавага матэрыялу
- Распрацоўка і стандартызацыя недарагіх і эфектыўных метадаў масавага распаўсюджвання - аэрапоніка, біярэактарная тэхналогія.
Селекцыянерскае насенняводства
У цяперашні час CPRI вырабляе каля 30,000 125 цэнтнераў нуклеуса і племяннога насення кожны год, чаго дастаткова толькі для задавальнення попыту на здаровую насенне бульбы ў краіне. Аднак, улічваючы вытворчасць 3.62 мільёнаў тон бульбы з 2050 мільёна га да 2020 г., гэтая прапанова селекцыйнага насення, верагодна, не задаволіць попыту. CPRI мае на мэце вырабіць нуклеус і племянное насенне ў 2030, 2040, 2050 і 33,000 гадах у памеры 36,000 39,000, 42,000 XNUMX, XNUMX XNUMX і XNUMX XNUMX цэнтнераў адпаведна. Паколькі магчымасці для павелічэння колькасці селекцыйнага насення на фермах CPRI абмежаваныя з-за абмежавання дадатковай даступнасці зямлі для вытворчасці насення, вывучаецца супрацоўніцтва з іншымі дзяржаўнымі арганізацыямі, напрыклад, SAU.
• Вектарная дынаміка і яе ўплыў на якасць насення.
• Развіццё гомазіготных папуляцый TPS з выкарыстаннем апаміксаў і монагаплоідыі
4. Планаванне на аснове рэсурсаў і кіраванне ўраджаем
- Распрацоўка сістэм/інструментаў падтрымкі прыняцця рашэнняў на базе ІТ для планавання ўраджаю і барацьбы з пустазеллем, пажыўнымі рэчывамі, вадой, хваробамі і шкоднікамі ў сцэнары змены клімату.
- Стандартызацыя тэхналогій, якая вядзе да паляпшэння паглынання вугляроду і здароўя глебы.
- Распрацоўка тэхналогій для павышэння эфектыўнасці выкарыстання рэсурсаў за кошт дакладнага земляробства і мікраірыгацыі.
Мікраабрашэнне ў бульбе
Мікраірыгацыя (кропельным і спрынклерным) дазваляе часта ўжываць ваду ў каранёвую зону раслін і вакол яе. Гэтая сістэма карысная для ўнясення ўгнаенняў і пестыцыдаў, што прыводзіць да эфектыўнага выкарыстання вытворчых матэрыялаў. Бульба мае рэдкую і неглыбокую каранёвую сістэму, і амаль 70% агульнай вады выкарыстоўваецца культурай з верхняга 30-сантыметровага пласта глебы. Патрабуецца 400-600 мм паліўнай вады ў залежнасці ад кліматычных умоў, тыпу глебы, працягласці вегетацыйнага перыяду, працягласці гатунку, прызначэння культуры і метадаў арашэння і г. д. CPRI распрацавала тэхналогію мікраірыгацыі для выкарыстання ў пасевах бульбы. Праз фертыгацыю пажыўныя рэчывы ўносяцца пры паліве (кропельным) каля каранёвай зоны раслін для забеспячэння аптымальнай вільготнасці і пажыўных рэчываў на працягу ўсяго перыяду росту ўраджаю. Спрынклерная фертыгацыя таксама з'яўляецца новай тэхнікай, пры якой пажыўныя рэчывы, у прыватнасці азот, наносяцца праз спрынклер пры дапамозе пазакаранёвага апырсквання непасрэдна на лістоту. Гэтыя метады арашэння/фертыгацыі дазваляюць зэканоміць ваду (каля 30-50% эканоміі) і ў той жа час даць на 15-30 большы ўраджай з эканоміяй да 25% на ўгнаеннях. Тэхналогія была прынята фермерамі, якія вырошчваюць бульбу ў розных частках краіны, аднак Гуджарат можна лічыць узорам для пераймання сучасных метадаў арашэння, паколькі штат найбольш шырока прымяніў тэхналогію мікраірыгацыі, у тым ліку ў пасеве бульбы. Такім чынам, Гуджарат мае самую высокую прадуктыўнасць бульбы ў Індыі.
5. Экалагічная абарона ўраджаю
- Каталагізацыя варыябельнасці геному і дынамікі новых папуляцый узбуджальнікаў / шкоднікаў (патагеноміка).
- Распрацоўка дыягностыкі для выяўлення патагенных мікраарганізмаў як на лабараторным, так і на палявым узроўні з выкарыстаннем мікрамашываў і нанатэхналогій.
- Экалогія і кіраванне карыснымі мікраарганізмамі для павышэння прадуктыўнасці сельскагаспадарчых культур і барацьбы з хваробамі.
Партатыўныя камплекты щупаў
Інстытут распрацаваў партатыўныя наборы палачак для выяўлення асноўных вірусаў бульбы на ўзроўні поля на аснове імуннага аналізу з бакавым патокам для аднаго або камбінацыі двух вірусаў. Гэтыя камплекты партатыўныя і простыя ў выкарыстанні любымі зацікаўленымі бакамі, уключаючы фермераў на палявым узроўні, для вызначэння санітарных стандартаў ураджаю бульбы. Наборы былі выпушчаны шаноўным міністрам сельскай гаспадаркі ў дзень заснавання ICAR пасля праверкі ў цэнтрах AICRP (P) і прагрэсіўнымі вытворцамі.
6. Заахвочванне энергаэфектыўнага захоўвання і дыверсіфікаванага выкарыстання бульбы
- Удасканаленне тэхналогіі захоўвання пры падвышанай тэмпературы як на ферме, так і за яе межамі.
- Распрацоўка новых працэсаў, прадуктаў і тэхналогій утылізацыі для дыверсіфікаванага выкарыстання бульбы, уключаючы ўтылізацыю адходаў.
- Узбагачэнне харчовых прадуктаў для павышэння харчовай якасці апрацаваных харчовых прадуктаў.
- Тэхналогіі зніжэння глікемічнага індэкса.
7. Умацаванне інтэрфейсу інстытут-фермер для распаўсюджвання тэхналогій
- Параўнальныя даследаванні рэнтабельнасці ферм у параўнанні са здольнасцю ўносіць у ВУП розныя культуры для забеспячэння эфектыўнай палітыкі.
- Дасведчанае тэхнічнае распаўсюджванне праз аптымальнае спалучэнне традыцыйных і сучасных інструментаў пашырэння.
Перадавыя даследчыя тэмы
CPRI будзе выкарыстоўваць наступныя тэмы перадавых даследаванняў для сваёй будучай праграмы даследаванняў і распрацовак.
• Распрацоўка трансгеннай бульбы ў раёнах высокай рызыкі, а менавіта. біятычныя і абіятычныя стрэсы, павышэнне якасці і больш шырокая адаптацыя.
Раннеспелый нейтральны дзень паспявання гатункаў
Будучы акцэнт інстытута будзе зроблены на выкарыстанні такіх тэхналогій, як геноміка, транскрыптаміка і іншыя омікі ў галіне паляпшэння бульбы. Гены і алелі вядомыя для клубнеобразования і сталасці, і, такім чынам, у найбліжэйшай будучыні будзе зроблена вельмі добрая праца па распрацоўцы гатункаў, якія паспяваюць за 50-60 дзён і здольныя быць усталяваны ў розных паслядоўнасцях культур.
• Перапрацоўчы сектар: распрацоўка гатункаў халоднай дробкі.
• Насенны сектар: вытворчасць насеннай бульбы ў нетрадыцыйных раёнах.
• Сектар аховы здароўя: вырошчванне бульбы з нізкім глікемічным індэксам і высокім утрыманнем антыаксідантаў.
• Ідэнтыфікацыя новых генаў і маркераў важных прыкмет.
• Цалкам аўтаматычны бульбаўборачны камбайн для эканоміі працоўнай сілы.
• Даследаванні пратэёмікі і феномікі бульбы са спасылкай на клубнеобразование.
• Малекулярны маркер наступнага пакалення, SNP, са спасылкай на ўстойлівасць да хвароб і якасныя прыкметы, будзе распрацаваны шляхам здабычы алеляў і паўторнага секвеніравання.
• Для прыняцця абгрунтаваных рашэнняў на мясцовым, рэгіянальным і нацыянальным узроўнях будзе распрацавана інтэлектуальная сістэма біярызык (назіранне за расавай прыналежнасцю розных узбуджальнікаў і шкоднікаў і сістэмы ранняга папярэджання).
• Варыянты ІКТ, ГІС і дыстанцыйнага зандзіравання будуць выкарыстоўвацца для разумення і змякчэння шкодных наступстваў змены клімату і глабальнага пацяплення, вызначэння новых раёнаў вырошчвання бульбы і распрацоўкі сістэм падтрымкі прыняцця рашэнняў для вырашэння надыходзячых складаных праблем.
Актуальнасць CPRI да 2050 г
Пад уплывам хуткай прыватызацыі і дэзінвеставання дзяржаўных устаноў відавочна задумацца, ці застануцца інстытуты дзяржаўнага сектара, такія як CPRI, актуальнымі да 2050 г. ці не? Адказ не просты і прамы. Цалкам упэўнена, што такія інстытуты будуць у значнай ступені залежаць ад уласных рэсурсаў праз прыватнае супрацоўніцтва, кансультацыйныя праекты і прадастаўленне індывідуальных рашэнняў для іх выжывання. CPRI ужо пачаў камерцыялізацыю сваіх тэхналогій, такіх як аэрапоніка і біяўгнаенні (B-5) і г. д. Надзвычайная здольнасць інстытута хутка рэагаваць і прыстасоўвацца да новай сітуацыі робіць яго прыдатным кандыдатам не толькі для выжывання да 2050 г., але і для інстытута. Чакаецца, што да таго часу ён стане цэнтрам перадавога вопыту ў галіне даследаванняў і распрацовак бульбы на сусветным узроўні.
CPRI мае дастатковую падрыхтаванасць, каб не толькі захаваць сваю пазіцыю галоўнай навукова-даследчай арганізацыі ў краіне па бульбе, але і стаць вядучай сусветнай даследчай установай. Гэтая ўпэўненасць не толькі з прыняцця жаданага за сапраўднае, але заснавана на аб'ектах сусветнага класа, створаных у інстытуце ў выніку напружанай працы некалькіх гадоў. З'яўляючыся індыйскім членам кансорцыума з 26 міжнародных інстытутаў з 14 краін па расшыфроўцы геному бульбы і публікуючы вынікі ў вядучым сусветным навуковым выданні "Nature", CPRI ужо пачаў свой шлях да гэтай мэты. Да 2050 года CPRI будзе не толькі партнёрам, які ўдзельнічае ў шматнацыянальных даследчых праектах па бульбе, але і будзе выступаць у якасці лідэра даследаванняў у глабальных даследаваннях і распрацоўках бульбы, асабліва ў тропіках і субтропіках.