V nasledujúcich desaťročiach si zabezpečenie potravín pre rastúcu svetovú populáciu bude vyžadovať zdvojnásobenie produkcie poľnohospodárskych plodín. Zemiaky sú spolu s kukuricou, ryžou a pšenicou celosvetovo najrozšírenejšou potravinárskou plodinou. Jeho výhody: cenová dostupnosť, vysoká nutričná hodnota, vhodnosť na dlhodobé skladovanie a vysoký výnos. Slúži ako základ pre prípravu najrôznejších jedál doma aj v systéme verejného stravovania a zostáva aj dôležitou surovinou na spracovanie.
Zemiaky sú ale náročnou plodinou v mnohých ekonomických a biologických parametroch. Jeho hospodárne využívanie vody a prispôsobivosť chladnému podnebiu sú spojené s vysokými požiadavkami na kyprosť pôdy a absenciu kameňov. Z tohto dôvodu je rozloženie pestovateľských plôch zemiakov v rôznych regiónoch sveta mimoriadne nerovnomerné (obr. 1).
Obrázok 1. Rozdelenie plochy zemiakov na celom svete (FAO 2016)
Intenzívne pestovanie plodiny s úrodou 40-50 t/ha si vyžaduje aktívnu kontrolu mnohých chorôb a škodcov, preto sa používajú početné chemické prípravky na ochranu rastlín, ktoré môžu mať významný vplyv na životné prostredie. Napríklad takmer celá oblasť pestovania zemiakov v regiónoch USA s dlhodobou a maximálnou špecializáciou (Idaho, Washington, Severná Dakota) je pravidelne predmetom fumigácie. To znamená pridať do pôdy asi 500 kg/ha účinných liečiv, ako je metam sodný alebo chlórpikrín. Bez takejto sterilizácie tam nie je možné získať vysokokvalitný produkt, pretože pôdy sú vysoko infikované. V rozvojových krajinách sú hektárové výnosy nízke (15-20 t/ha) v dôsledku používania nekvalitného východiskového materiálu a suboptimálnych metód pestovania. Na mape sveta je medzi takéto regióny zaradené aj Rusko (obr. 2).
Obrázok 2. Globálna distribúcia úrody zemiakov (t/ha), FAOSTAT, 2014-2016
Netreba však zabúdať, že štatistické údaje Ruskej federácie stále zohľadňujú úrodu zemiakov na pozemkoch domácností obyvateľstva, ktorá v žiadnom prípade nemôže byť taká vysoká ako v špecializovaných poľnohospodárskych podnikoch, ktoré už dávno dosahujú úroveň 30-40 t/ha. Tie. Územie Ruska sa na tejto mape správne neodráža oranžovou, ale svetlozelenou alebo v extrémnych prípadoch žltou.
Podľa prognózy FAO sa plocha pestovania zemiakov v budúcnosti najvýraznejšie zvýši v Afrike, Latinskej Amerike a juhovýchodnej Ázii (obr. 3).
Obrázok 3. Budúcnosť produkcie zemiakov. Modrý pruh – údaje na rok 2015, oranžový – predpoveď na rok 2030, žltý – predpoveď na rok 2050
Oblasti v Severnej Amerike a Číne zostanú na rovnakej úrovni, zatiaľ čo v Európe sa znížia. Je zrejmé, že táto predpoveď je veľmi všeobecná. Tie isté hlavné európske krajiny produkujúce zemiaky NWEC-05 (Nemecko, Francúzsko, Holandsko, Belgicko a Anglicko) sa nechystajú znížiť, ale len zvýšiť produkciu zemiakov. Nedávno bola publikovaná podrobná obchodná analýza stavu, podmienok a možností ďalšieho rozvoja pestovania zemiakov v týchto krajinách (Tabuľka 1).
Tabuľka 1. SWOT analýza produkcie zemiakov v krajinách NWEC-05
Silné stránky: veľmi priaznivé pôdne a klimatické podmienky na pestovanie zemiakov, čo vedie k najvyšším úrodám zemiakov v celosvetovom meradle; vysokokvalifikovaní a/alebo skúsení pestovatelia zemiakov; rozvinuté integrované dodávateľské reťazce od šľachtenia a výroby osiva až po konečný trh; rozvinutý spracovateľský priemysel, hlavne na výrobu mrazených potravín; dostupnosť a prístup k najnovším technológiám na pestovanie zemiakov, ochranu plodín a skladovanie; akademický a komunitný výskum na vysokej úrovni s cieľom riešiť problémy v sektore zemiakov; dostupnosť služieb podpory/distribúcie zemiakov v rámci NWEC-05; prítomnosť medzinárodných organizácií pre zemiaky ako Europatat (obchod), EUPPA (spracovatelia) a NEPG (producenti); dobre rozvinutá obchodná sieť na vývoz výrobkov z čerstvých a spracovaných zemiakov.
Slabé stránky: Zavlažovanie zemiakov produkuje vyššie emisie CO2 z hľadiska výnosu sušiny; používanie veľkého množstva pesticídov na kontrolu chorôb/škodcov/buriny; koreňové systémy s nízkou účinnosťou dusíka, čo vedie k vysokým nákladom na dusík a rizikám z vylúhovania dusíka; požiadavka na vysokú úroveň používanej technológie; Hrebene pôdy spôsobujú odtok vody a živín a eróziu na svahovitých poliach; vysoká nestálosť cien zemiakov v porovnaní so zvýšenými výrobnými nákladmi; nedostatok vysokej úrovne verejnej spolupráce medzi krajinami pri spoločnom riešení problémov výroby; hospodárske problémy medzi aktérmi v hodnotovom reťazci zemiakov; zlý obraz o sektore zemiakov v médiách.
vlastnosti: nové šľachtiteľské technológie na urýchlenie tvorby odrôd; rozvoj presného poľnohospodárstva a diaľkového snímania; vývoj produktov biologickej kontroly na boj proti chorobám zemiakov, škodcom a burine; vývoj mechanických alternatív k chemickým pesticídom na kontrolu chorôb/škodcov/buriny; potenciál rozšírenej spolupráce pri produkcii rôznych druhov zemiakov v rámci NWEC-05; rastúci dopyt po ekologickej produkcii zemiakov; zmena klímy vedie k dlhším vegetačným obdobiam a vyšším tempom rastu plodín a výnosov; zvýšenie krátkodobých predajných kanálov zemiakov; rastúci dopyt po vedomostiach, sadbových hľuzách, zemiakových výrobkoch v rozvojových krajinách.
Hrozby: zníženie spotreby zemiakov v Európe; nové problémy s chorobami a škodcami; problémy s ochranou plodín a hľúz v dôsledku zákazu účinných látok; klimatické zmeny a extrémne poveternostné javy; dopady intenzifikácie produkcie zemiakov na globálnu úrodnosť pôdy a zdravie pôdy (vývoj chorôb/škodcov, odtok vody, erózia pôdy, zhutňovanie pôdy); v niektorých oblastiach (F, D, Anglicko) je potrebné zavlažovanie na udržanie alebo dosiahnutie vyšších výnosov; iracionálne lobistické alebo marketingové pozície týkajúce sa pestovateľských praktík (napr. kampaň No Residue proti regulácii maximálneho limitu rezíduí); nadmerný rozvoj spracovania zemiakov.
Rusko má všetky podmienky a príležitosti stať sa popredným výrobcom vysokokvalitných komerčných zemiakov a zemiakových výrobkov v celosvetovom meradle. Len väčšina výrazných charakteristických čŕt európskeho pestovania zemiakov je stále charakteristická slabosťou ruského. Komerčné pestovanie zemiakov v Ruskej federácii sa práve vytvorilo a dosiahlo rozlohu 300 tisíc hektárov a objem výroby asi 8 miliónov ton (rovnaké množstvo komerčných zemiakov sa vyrába v Holandsku). Chýba mu stabilita a mnohé z fungujúcich a podporných inštitúcií uvedených v tabuľke 1. Existujú však nepopierateľné výhody z hľadiska veľkovýroby, nízkej úrovne používaných pesticídov (napríklad fumigácia pôdy sa vôbec nepoužíva), biologizácie, drsné zimné podnebie pomáha kontrolovať fytosanitárne problémy. Rovnaké trendy zvyšovania teplôt a suchosti, zhoršovania infekčnej situácie, ktorou najviac trpia západoeurópski pestovatelia zemiakov, nútení presunúť napríklad produkciu sadbových zemiakov do iných regiónov, treba vo všeobecnosti hodnotiť ako pozitívne klimatické zmeny pre pestovanie zemiakov v celom Rusku. Je zrejmé, že pestovanie zemiakov pre sezónny trh v južných regiónoch je čoraz ťažšie, ale je možné dôsledne presúvať zemiaky na severnejšie územia.
Zároveň je perspektívna len taká úroveň pestovania zemiakov v Rusku, ktorá bude trvalo konkurencieschopná v porovnaní so západoeurópskymi a americkými, ako aj na pozadí produkcie iných hlavných potravinárskych plodín (pšenica, ryža, kukurica) a umožní získať vysoké výnosy v rôznych pôdnych a klimatických podmienkach. Hlavnou výzvou budúcnosti bude vyrábať viac produktov s rovnakými alebo menšími zdrojmi as menším množstvom odpadu. Rezervy a vyhliadky Ruskej federácie sú v tomto smere obrovské. Len čo sa prírodné zdroje krajiny začnú využívať v záujme rozvoja jej hospodárstva, produkcia zemiakov v Rusku sa stane trvalo konkurencieschopnou, oveľa výnosnejšou a ziskovejšou ako v iných regiónoch sveta. Na to je však potrebné, aby sa palivo, elektrina, plyn, kovy a hnojivá dodávali na domáci trh za primerane dostatočné domáce ceny, ktoré nebránia rozvoju iných odvetví hospodárstva. Iránsky benzín v Iráne stojí 10 rubľov/liter (samozrejme v prepočte) a cena bieloruského chloridu draselného 60% v Bieloruskej republike na jar tohto roku bola 6 rubľov/t, kým ruského v ruskom Federácia bola 000 24 rubľov/t.
Stručný prehľad o stave globálneho pestovania zemiakov uvádzame konkrétne preto, lebo výsledok produkcie zemiakov (P) je určený súčinom: P = G × E × M × S, kde G je genotyp alebo odroda, E je pôda a klimatické podmienky, M je manažment alebo úroveň technológie a S – makroekonomické prostredie. Priaznivé pôdne a klimatické podmienky sú rozhodujúce pre využitie potenciálu odrôd, nových technologických inovácií a prispievajú k prosperite miestneho sektora zemiakov. Rozvoj finančných a nefinančných služieb (úročenie úverov, lízing, poistenie, rozpočtové dotácie na výrobu a infraštruktúru a pod.) sú tiež kľúčovými komponentmi zabezpečenia efektívnosti odvetvia (obr. 4).
Kreslenie. 4. Výsledky (P) vidieckych a priemyselných zemiakových agropotravinárskych systémov na základe rozdielnych vplyvov genotypu (G), prostredia (E), faktorov manažmentu (M) a spoločenských potrieb a služieb (S)
Šľachtenie alebo vytváranie nových odrôd zemiakov – významný faktor efektívnej produkcie zemiakov, ktorý v budúcnosti len zvýši jeho význam. Vďaka rozlúšteniu genómu zemiakov a schopnostiam nových šľachtiteľských technológií sa javí ako rezerva číslo jeden pre ďalší rozvoj pestovania zemiakov. Vplyv výsledkov hlavných smerov selekcie na zvýšenie efektivity pestovania zemiakov je stručne uvedený v tabuľke 2.
Tabuľka 2. Vplyv šľachtiteľských smerov na zvyšovanie efektívnosti produkcie zemiakov
Kľúčové možnosti výskumu na zlepšenie účinnosti systémov produkcie zemiakov | Aspekty potravinovej bezpečnosti | ||||||
Príspevok k intenzifikácii výroby | Príjem farmára | Účinnosť produkcie kalórií a živín | Zníženie vplyvu na životné prostredie | ||||
Účinnosť vody | Efektívnosť využívania pôdy | Účinnosť využitia dusíka a fosforu | Účinnosť používania pesticídov | ||||
Výber a šľachtenie odrôd (G - genotyp) | |||||||
Vysoký výnosový potenciál | ** | *** | *** | Neutrálne/negatívne | *** | ** | - |
Odolnosť voči patogénom | - | *** | * | *** | ** | ** | *** |
Odolnosť voči suchu / teplu / slanosti | *** | *** | * | - | ** | ** | * |
Predčasnosť | *** | *** | *** | ** | *** | *** | *** |
Biofortifikácia (napríklad železo a zinok) | - | - | - | - | * | ** | - |
Pravé hybridné odrody F1 a TPS, úprava génov | *** | *** | *** | *** | ** | *** | *** |
Výroba semien zemiakov (M - Manažment) | |||||||
Výroba a distribúcia osiva vysokej kvality | - | ** | * | * | *** | * | Neutrálne/negatívne. |
Šľachtenie zemiakov je zamerané na dosiahnutie zložitých a ťažko kombinovateľných cieľov. Kombinácia tolerancie stresu a efektívnej absorpcie živín sa stáva prioritou, aby sme mohli lepšie reagovať na meniace sa klimatické zmeny. Genotypy s odolnosťou voči vírusom, nematódam, bakteriálnemu vädnutiu a širšej škále abiotických stresov, ako sú teplo, sucho a slanosť, by mohli zlepšiť produktivitu a rozšíriť produkciu zemiakov do nových oblastí. Dlhodobým cieľom šľachtenia zemiakov je pestovanie skorých a vysokoúrodných odrôd s odolnosťou voči P. infestans. Odolnosť voči chorobám sa stala kľúčovým cieľom šľachtiteľských programov EÚ len nedávno, keď environmentálna lobby dosiahla obmedzenia používania pesticídov a minerálnych hnojív, ako aj úplný zákaz používania mnohých bežných a ťažko nahraditeľných chemických účinných látok. . Genetická biofortifikácia (zvýšenie nutričnej hodnoty) môže pomôcť prekonať nedostatok mikroživín v ľudskej strave a udržať vysokú úroveň spotreby výživnejších hľúz.
Všetky prakticky potvrdené a vyhľadávané úspechy v šľachtení zemiakov sú založené na hybridizácii, t.j. kríženie vybraných rodičovských párov. Úspešná integrácia a kombinácia genetických vlastností rodičov u potomstva sa dosahuje veľmi zriedkavo kvôli tetraploidnej genetike pestovaných zemiakov. Okrem toho sa všetky štyri sady chromozómov líšia v zložení génov. Z tohto dôvodu sú úspešné programy šľachtenia zemiakov založené na veľkých objemoch východiskového materiálu (najmenej 100 tisíc genotypov) a dlhodobom (najmenej 10 rokov) procese výberu a hodnotenia najlepších odrôd. Účinnosť klasického výberu nepresahuje 0,01 %. Bolo veľa nádejí na zvýšenie rýchlosti a efektívnosti šľachtenia pomocou vzdialenej hybridizácie, mutagenézy, bunkovej selekcie, somatickej hybridizácie, znakového označovania atď., ale všetky tieto metódy neviedli k vytvoreniu úspešných odrôd zemiakov. V súčasnosti sa aktívne testuje technológia úpravy genómu a holandskí vedci iniciovali stratégiu šľachtenia zemiakov na výrobu a použitie hybridných botanických semien (tabuľka 3).
Tabuľka 3. Technológie na vytváranie odrôd zemiakov
Technológie na vytváranie odrôd zemiakov
Ako to funguje? | Zlepšenie kvality zemiakov | Predaj semien | Ochrana európskych práv | Obchodné práva | |||
Сорт | Proces | ||||||
Tradičný výber | Nové odrody sa vyvíjajú krížením existujúcich odrôd, po ktorých nasledujú roky šľachtiteľského výskumu. | Zavedenie nových charakteristík trvá minimálne 10 rokov. | Nevhodné na predaj, pretože každá jednotlivá hľuza má individuálne vlastnosti. | Chovatelia majú pravdu, náklady pre vývojárov: desaťtisíce eur. Chovatelia môžu požiadať o patenty na nové vlastnosti rastlín. | Kríženie odrôd je prirodzený proces a nepodlieha patentovej legislatíve EÚ o GMO. | Holandský generálny inšpektorát zaraďuje semená zemiakov do triedy kvality. Každá krajina má svoje vlastné požiadavky na zdravie rastlín sadiva zemiakov. | |
Hybridný výber | Nové odrody sa vyvíjajú rýchlejšie krížením čistých rodičovských línií, ktoré majú iba jeden génový variant pre všetky gény, po čom nasledujú roky výskumu. | Sľubujú, že nové funkcie môžu byť predstavené za menej ako päť rokov. Najprv však bude potrebné odvodiť zodpovedajúce čiary s vhodnými vlastnosťami. | Áno, semená zemiakov z čistých rodičovských línií majú jednotné vlastnosti a možno ich použiť ako sadivový materiál. | Chovatelia majú pravdu, náklady pre vývojárov: desaťtisíce eur. Chovatelia môžu požiadať o patenty na nové vlastnosti rastlín. | Kríženie odrôd je prirodzený proces a nepodlieha patentovej legislatíve EÚ o GMO. | Predpisy pre certifikované osivo zemiakov sa stále vyvíjajú. Mnohé krajiny ešte nemajú žiadne predpisy. | |
Genetická modifikácia vrátane CRISPR-cas9 | Modifikácia existujúcich odrôd prostredníctvom aktívneho zásahu do genetického materiálu, po ktorom nasledujú roky výskumu vlastností a stability. | Aj keď manipulácia s DNA trvá len niekoľko dní, celý proces od identifikácie génu až po terénny výskum trvá dlhšie. Projekt DuRPH, v rámci ktorého boli existujúce odrody viacnásobne odolné voči plesni zemiakovej, trval celkovo 10 rokov. | Nevhodné na predaj, pretože každá jednotlivá hľuza má individuálne vlastnosti. | Podlieha predpisom EÚ o GMO. Aby bola odroda schválená na použitie, vývojár musí preukázať bezpečnosť produktu. Náklady: milión eur. Chovatelia môžu požiadať o patenty na nové vlastnosti rastlín. | Genetická modifikácia nie je prirodzený proces a môže byť predmetom patentovej prihlášky. | Holandský generálny inšpektorát zaraďuje semená zemiakov do triedy kvality. Každá krajina má svoje vlastné požiadavky na zdravie rastlín sadiva zemiakov. |
* Práva šľachtiteľa je možné uplatniť, ak je odroda nová, odlišná, jednotná a stabilná. S právami šľachtiteľa má vedec výhradné právo predávať sadbové zemiaky a (skutočné) semená (Louwaars et al., 2009)
Získavanie botanických semien krížením je prvou fázou klasického šľachtenia. Následne sa zo semien získavajú hľuzy a odrody zemiakov sa udržiavajú a rozmnožujú výlučne vo forme hľúz. No holandskí chovatelia zamýšľajú preniesť zemiaky do kategórie sadivových plodín, aby sa zemiaky pestovali rovnako ako iné rozšírené zeleninové plodiny (mrkva, kapusta, cibuľa, repa), t.j. z botanických semien a že semená majú všetky znaky F1. V tejto súvislosti existuje určitá nejednoznačnosť pojmu „hybridný zemiak“. Všetky odrody sú zároveň hybridy, preto sa pre botanické semená zemiakov zaviedli dodatočné označenia F1 a TPS = semenný materiál. Tento grandiózny podnikateľský nápad je navrhnutý tak, aby zabezpečil, že Holandsko si udrží svoje postavenie a príjmy ako svetový líder v produkcii osiva zemiakov v prípade, že ďalšie otepľovanie klímy neumožní pestovať vysokokvalitný materiál zo semien hľúz.
Vyhliadky na hybrid F1 (TPS) šľachtenie zemiakov sú stále veľmi neisté. Počiatočná dôvera startupov v rokoch 2015 – 2016, že budú vyrábať komerčné kombinácie stolovej kvality za dva až tri roky, sa postupne premenila na prísľub vytvoriť do roku 2028 prvé hybridy s vysokým obsahom škrobu. Špecifikácia cieľa tvorby škrobových hybridov nie je náhodná – na takéto zemiaky nie sú kladené požiadavky na jednotnosť tvaru, hĺbku očiek, charakter šupky, skorú zrelosť a mnohé ďalšie vlastnosti a vlastnosti, ktoré by moderné stolové zemiaky mali mať. Je mimoriadne ťažké dosiahnuť jednotnosť botanických semien tetraploidných kultivovaných zemiakov vo všetkých génoch, a teda aj v charakteristikách a vlastnostiach, ale to ešte nebolo možné. Nie nadarmo je v klasickom šľachtení jedno semienko z bobúľ zemiaka jedinečným genotypom a potenciálne samostatnou budúcou odrodou, kým z iného semena z tej istej bobule sa môže stať iná odroda, úplne odlišná od prvej. Ako by sa dalo očakávať, prvými, ktorí dosiahli skutočný úspech pri vytváraní hybridných stolových zemiakov, neboli zemiaky, ale šľachtiteľské spoločnosti zeleniny s vysokou kvalifikáciou a rozsiahlymi skúsenosťami s hybridným šľachtením. Chovatelia Bejo strávili viac ako 15 rokov vytvorením prvej tetraploidnej hybridnej odrody zemiakov Oliver F1, ktorá sa vyrába a je dostupná na globálnom trhu od roku 2020.
Práce na komercializácii botanických semien sa medzitým rozvíjajú pomerne dynamicky, pričom sa do nich investujú obrovské finančné prostriedky. Hybridný zemiak získal v Holandsku status národnej ikony a metóda šľachtenia je chránená patentom EÚ. Všetky tradičné trhy s holandskými sadivovými zemiakmi začali skoro prijímať botanické semená. V prvom rade v krajinách Afriky, strednej a juhovýchodnej Ázie - semináre, prezentácie, ukážkové výsadby. Uvádza sa, že semenné hľuzy sú minulosťou a botanické semená sú budúcnosťou svetového zemiakového priemyslu. A namiesto 2-3 t/ha sadbového materiálu si bude možné vystačiť len s 30 g/ha (ani slovo o tom, že semená budú musieť byť pestované sadivovou technológiou, ručnou prácou). Ide o štátnu stratégiu a systematický, systematický program, na ktorý sú napojené všetky komerčné a vládne štruktúry.
Ako sa ukázalo, semená botanických zemiakov sa už neoficiálne testujú v Rusku. Semená botanickej heterózy sú špecializovaným, ale veľmi drahým produktom. Jeho hlavnými nákupcami by podľa predpovede mali byť malé farmy v rozvojových, husto osídlených krajinách, ktoré pestujú zemiaky ručne a ktoré sú pri všetkej úcte bezdôvodne považované za bohatých a inovatívnych. Pre vývojárov tejto šľachtiteľskej technológie je veľmi dôležité, aby medzi konzumentov semien F1 zaradili ruských pestovateľov zemiakov, ktorí sú štedrí a v súčasnosti platia za európske sadbové zemiaky dvakrát viac ako samotní Európania.
Zavedenie technológií úpravy genómu zemiakov – ďalší sľubný spôsob, ako dosiahnuť výhody zemiakov budúcnosti. Úprava genómu je cielené a zámerné pridávanie, delécia, nahradenie a translokácia častí prirodzenej DNA organizmu. Táto metóda je založená na poznaní a pochopení úlohy a funkcií špecifických génov. Keď sú takéto poznatky k dispozícii a želaný znak je možné dosiahnuť cielenou modifikáciou, úprava genómu sa stáva efektívnejším spôsobom vykonávania týchto zmien v porovnaní s inými technológiami šľachtenia. Nahromadená úroveň znalostí genetiky vám umožňuje upravovať odrody zemiakov.
Metódy úprav boli vyvinuté a stále viac používané v posledných rokoch na presné a predvídateľné modifikácie genómu v rastlinách bez pridania cudzej DNA. Ukázalo sa, že technika CRISPR/Cas9 je účinnejšia ako iné enzýmové systémy (nukleázy so zinkovým prstom (ZFN), efektorové nukleázy podobné transkripčným aktivátorom (TALEN) a meganukleázy (MN). CRISPR-Cas je v súčasnosti najrozšírenejším nástrojovým genómom editovanie a bolo prijaté v šľachtiteľskom výskume a vývoji na celom svete, editácia genómu môže zlepšiť nedostatočne výkonné alebo problematické odrody bez vloženia cudzej alebo dodatočnej genetickej informácie vo forme DNA, čo umožňuje presné a predvídateľné úpravy priamo do genómu už vytvorených Toto je základný rozdiel medzi úpravou genómu plodiny a jej transgenózou, teda cieleným pridávaním cudzích génov do genómu.Transgénne organizmy sa dajú ľahko zistiť, pretože transgenóza vytvára nový, jedinečný a atypický súbor génov.
Genetické zmeny vykonané pomocou technológie CRISPR-Cas sa nelíšia od zmien, ktoré sa môžu vyskytnúť prirodzene alebo ako výsledok konvenčného šľachtenia. To znamená, že bez predchádzajúcich znalostí nie je možné určiť, či je genetická zmena výsledkom úpravy genómu. Akonáhle produkty upravené genómom opustia laboratórium, je ťažké kontrolovať ich ďalšie šírenie. Práve táto vlastnosť v súčasnosti výrazne bráni komercializácii upravovaných odrôd – genetické postupy sú drahé a pri využití výsledného efektu ich treba preplácať, vývojári hľadajú možnosti patentovej ochrany upravovaných produktov.
Úprava genómu bola aplikovaná na širokú škálu plodín a vlastností a prvé takéto odrody už boli zavedené do skutočnej poľnohospodárskej výroby v Spojených štátoch a Japonsku. Vo vedeckej literatúre boli publikované správy o zmenách u viac ako 60 druhov rastlín. Špecifické príklady upravených genómov zahŕňajú: banán – odstránenie vírusu banánovej žily; skoro kvitnúca ryža s upraveným zložením oleja; ryža obohatená o karotenoid; vinič odolný voči hubovým chorobám; sójové bôby s vysokým obsahom oleja a bielkovín; veľakrát kvitnúce jahody; kukurica so zvýšeným výnosom pri strese zo sucha; horčica so zlepšenou chuťou s vysokým obsahom lykopénu v paradajkovom amylopektíne; zemiaky s vysokým obsahom GABA; zemiaky bez glykoalkaloidov a mnohé iné.
V súčasnosti je pestovanie genómových plodín vo svete regulované rôzne. V Amerike, ako aj v Číne, Austrálii, Indii a Japonsku pestovanie odrôd upravených genómom nepodlieha legislatíve o geneticky modifikovaných organizmoch (GMO). V EÚ bola úprava genómu uznaná ako druh GMO a teda zakázaná v roku 2016, no používanie tejto technológie sa nezastavilo ani na jeden deň, laboratóriá sa okamžite presťahovali do iných krajín. Celosvetovo úspešná implementácia metódy a diskusie na túto tému organizované šľachtiteľským a semenárskym biznisom viedli v roku 2023 k zrušeniu zákazu EÚ upravovať genóm.
Na pozadí významných zlepšení v šľachtiteľských technológiách, ktoré prebiehajú vo svete, je naša situácia nasledovná:
- Úprava genómu v Ruskej federácii je klasifikovaná ako GMO, používanie tejto technológie je od roku 2016 zakázané. A o tom sa v šľachtiteľskom a semenárskom biznise a vo vedeckej komunite nediskutuje. Svet však rýchlo (v EÚ pomalšie) vyhodnotil nové príležitosti a zrušil obmedzenia. Odmietanie nových šľachtiteľských technológií povedie len k ďalšiemu zaostávanie za dosiahnutým vedecko-technickým pokrokom.
- Tvorba hybridov F1 zemiak teoreticky veľmi zaujímavý a lákavý cieľ, ale je nepravdepodobné, že by sa botanické semená široko používali pri pestovaní zemiakov v Ruskej federácii, pretože návrat z úrovne veľkovýroby, plne mechanizovanej výroby k pestovaniu sadeníc s nevyhnutným využitím ručnej práce je nelogický a iracionálne. Za účelom radikálneho zníženia úrovne variácií morfologických a ekonomicko-biologických parametrov hybridných botanických semien sa uskutočňuje prechod na diploidnú úroveň a opakované príbuzenské kríženie rodičovských foriem. Úspešné hybridné kríženia vyžadujú plodné, silné a homozygotné inbredné línie. Problém získania vysokých úrod heterotických semien je potrebné riešiť mechanizovane, bez použitia ručného opelenia, t.j. rovnakým spôsobom ako pri iných poľnohospodárskych plodinách (kukurica, slnečnica, cukrová repa, zelenina). To znamená potrebu použiť také genetické nástroje, ako je cytoplazmatická samčia sterilita, autokompatibilita a autoinkompatibilita a zabezpečenie vysokej plodnosti. A ak o otázkach príbuzenskej plemenitby, introgresie znakov, posudzovania heterózy východiskového materiálu atď. Pokiaľ ide o pomocné metodologické aspekty, vedecké publikácie sú nepretržitým prúdom, ale o technológii výroby komerčných objemov TPS nie je jediná. Pretože ide o oblasť know-how, ktorá v budúcnosti zabezpečí návratnosť prostriedkov investovaných do vývoja a zvládnutia tejto technológie. Získanie vysokého výnosu heterotických semien zemiakov nie je vôbec to isté ako získanie vysokého výnosu semenných hľúz. Požadované investície do rozvoja heterózy zemiakov sú také veľké, že si to môže dovoliť len málo šľachtiteľských spoločností na celom svete. V Ruskej federácii takéto veci zatiaľ neexistujú.
- Tradičné šľachtenie zemiakov v Ruskej federácii je v štádiu, ktoré možno označiť za obdobie potenciálneho oživenia. Prítomnosť niekoľkých stoviek ruských odrôd v štátnom registri by nemala zavádzať, pretože efektívnosť a úroveň výberu sa posudzuje podľa objemu druhej etapy selekcie - produkcie semien, ktorá sa často správne nazýva podporná selekcia. Objemom produkcie osiva sa rozumie oblasť pestovania odrôd, ktorých podiel na celkovej produkcii ukazuje efektivitu a konkurencieschopnosť šľachtiteľskej práce. Z dôvodu nedostatku produkcie semien je potrebné vylúčiť väčšinu predtým vytvorených ruských odrôd z registra a jednoducho na ne zabudnúť. V súčasnosti prijaté nariadenia o registri odrôd Ruskej federácie to stanovujú: ak sa za posledné dva roky nevyrába osivo, odroda by sa mala z registra vylúčiť.
Oživenie ruského šľachtenia zemiakov, ako aj mnohých iných poľnohospodárskych plodín, bolo možné len pred niekoľkými rokmi, po dvadsaťročnom období, keď sa Rusko stalo najväčším trhom pre všetko, vrátane osív zo zahraničných šľachtiteľských a semenárskych spoločností. Degradácia bola založená na ubezpečeniach zahraničných partnerov a naivnej nádeji na možnosť rovnej spolupráce, hovoria, že teraz budú môcť ruskí farmári využiť najlepšie úspechy svetového výberu. Plánovaný systém produkcie osiva bol uvoľnený, aby mohol prežiť, a rýchlo sa zrútil. Výskumné ústavy, kde prebiehali a prebiehajú selekčné práce, sa ponáhľali oslobodiť od formátu šľachtiteľských a semenárskych podnikov - od súkromných podnikov zaoberajúcich sa skutočnou produkciou semien. Začiatkom roku 2000 sa objemy domácej produkcie sadivového materiálu zemiakov znížili na minimum. A zahraničný výber skutočne prišiel, a to hneď vo forme veľmi veľkých objemov semien, ktoré si vyžadovali vznikajúce veľké zemiakové podniky nového formátu. Podiel zahraničných odrôd na ruských poliach sa prudko zvýšil, nie preto, že by ruské odrody boli menejcenné, ale preto, že európske šľachtiteľské firmy boli schopné dodať neobmedzené množstvo semien. Pomerne dlho bolo všetko v poriadku - dovážaný semenný materiál bol dodávaný v neobmedzenom množstve, za dostupné ceny a prijateľnej kvality, zahraničné šľachtiteľské firmy distribuovali licencie a rozbiehali elitnú a reprodukčnú produkciu semien svojich odrôd v rámci krajiny.
A „rovnosť“ v oblasti výberu rýchlo zmizla, keď sa vlastná produkcia Ruska oslabila. Ceny sadbových zemiakov z dovozu sa prikradli a ich kvalita začala citeľne klesať. Ale až po prvej tranži protiruských sankcií v roku 2014 na štátnej úrovni prišlo pochopenie obrovského rizika úplnej závislosti od zahraničného výberu. V roku 2016 prezident Ruskej federácie nariadil vypracovať program na podporu ruskej selekcie a výroby osiva zemiakov (FNTP) s cieľom zvýšiť objemy výroby a zlepšiť kvalitu sadiva zemiakov s cieľom odstrániť závislosť od dovozu. Prečo teda používame termín „obdobie potenciálneho oživenia“ namiesto obdobia znovuzrodenia? Ale pretože v praxi je podpora poskytovaná nejednoznačne.
Podľa nášho názoru by bolo logické nasmerovať hlavné opatrenia a objemy financovania (aspoň 50 %) FSTP tak, aby stimulovali priame zvýšenie objemu produkcie sadbových zemiakov a zlepšili jej kvalitu. Takéto opatrenia zahŕňajú:
– dotovanie nákladov na predaj osiva nových ruských odrôd všetkých kategórií;
– dotovanie akvizícií podnikmi zaoberajúcimi sa a zvyšovanie objemu produkcie osiva s prevahou nových ruských odrôd, špecializovaných výrobných prostriedkov, modernizácie a výstavby skladovacích zariadení;
– organizácia a zabezpečenie infraštruktúry pre špecializované územie kategórie „High Grade“ v severných regiónoch Ruskej federácie na produkciu vysokokvalitného sadiva zemiakov najvyššej kvality pre domáci trh a export;
– stimulácia domácej výroby chemických ochranných prostriedkov;
– stimulovanie výroby špecializovaných zariadení na výrobu osiva zemiakov.
Systémový charakter a zjednotenie všetkých síl a zdrojov krajiny na vyriešenie týchto skutočne naliehavých problémov pre priemysel a dosiahnutie významného pokroku v objeme produkcie semien a pestovania odrôd ruského výberu ešte nie je viditeľné. Zahraničné chovateľské spoločnosti majú veľký záujem na tom, aby sa plytval časom a peniazmi, ale v ruskom výbere nedochádza k žiadnym výrazným zlepšeniam. Nechcú prísť o taký priestranný a nenáročný predajný trh.
Je možné v súčasnej makroekonomickej situácii zabezpečiť konkurencieschopnosť ruského šľachtenia zemiakov? Áno, existuje, ale len na základe existujúcich možností jednotlivých podnikov. Na tento účel je potrebné súčasne používať a kontrolovať niekoľko komponentov vysokej konkurencieschopnosti:
prvá: vytvárať variety najvyššej (svetovej) úrovne, našťastie je s čím a s kým porovnávať a súťažiť. Kvalitný výber zemiakov, vrátane nosných, pre a v miestnych podmienkach vždy vyhráva, už len z toho dôvodu, že zemiaky sú ťažký a náročný produkt na prepravu.
druhý používanie formátu šľachtiteľského a semenárskeho podniku je najdôležitejším faktorom a podmienkou zabezpečenia konkurencieschopnosti šľachtenia zemiakov v Ruskej federácii. Vo vyspelých krajinách sa šľachtiteľské firmy zaoberajú výrobou osiva, produkciu osiva všemožne kontrolujú a považujú ju za výsledok selekcie. Samostatný výber a samostatná produkcia semien sú beznádejnou možnosťou.
tretia: pracovať na modernej, globálnej úrovni, plne využívať všetky faktory konkurencieschopnosti v tejto oblasti: špecializácia; optimálne pôdne a klimatické podmienky; vybavenie najmodernejšou špeciálnou materiálovou a technickou základňou; vysokokvalifikovaní odborníci; dodržiavanie povinných organizačných, metodických a technologických požiadaviek a predpisov.
Po štvrté: kontrolovať a vyhýbať sa rizikám pri práci (krátke vegetačné obdobie; vysoké teploty vzduchu a pôdy; nedostatok vlahy; zavlažovanie; dovoz hľuzového materiálu; kombinácia produkcie osiva a komerčného pestovania zemiakov).
piaty: zabezpečiť najvyššiu úroveň kvality vyrobeného semenného materiálu (rozumej odrodové, výsevné ukazovatele a úrodové vlastnosti). Výsevné vlastnosti a výnosové vlastnosti sú pre ruské šľachtiteľské podniky najvýznamnejšími rezervami pokroku.
Na záver zdôrazňujeme, že o konkurencieschopnosti na domácom trhu Ruskej federácie môžeme hovoriť a pri samotnej realizácii zo strany štátu súbor nevyhnutných opatrení na rozvoj a podporu domácej ekonomiky.
Sergej Banadysev, doktor poľnohospodárstva. Sciences, LLC "DGT",
Elena Shanina, doktorka poľnohospodárstva. vedy, Uralský výskumný ústav poľnohospodárstva