Przygotowanie roślin uprawnych do zmiany klimatu

Prognozy dotyczące zmiany klimaty przewidują, że w kolejnych latach rośliny uprawne będą w zwiększonym stopniu narażone na susze i działanie wysokich temperatur. Pilnie potrzebne są zatem nowe odmiany i strategie, które pozwolą zmniejszyć zagrożenie dla globalnego bezpieczeństwa żywnościowego.

W ramach projektu (DROPS) stworzono nowe techniki w celu poprawy wydajności użytkowania wody i zwiększenia plonów z roślin uprawnych doświadczających warunków suszy. Naukowcy przeprowadzili modelowanie wydajności roślin w wielu scenariuszach środowiskowych opartych na obecnym i przyszłym klimacie. Partnerzy projektu użyli kukurydzy, pszenicy durum i pszenicy zwyczajnej do zbadania czterech cech: wskaźnika niewykiełkowania, utrzymania wzrostu wegetacyjnego, struktury systemu korzeniowego i efektywności transpiracji.

Przyjrzano się naturalnej odmianie czterech cech poprzez zidentyfikowanie regionów w genomie, które kontrolują je w różnych warunkach suszy. W tym celu przeanalizowano szereg genotypów o różnym pochodzeniu genetycznym w nowych platformach do fenotypowania, umożliwiających szczegółowe scharakteryzowanie docelowych cech, a także na dziesiątkach europejskich pól, używając kontrastujących scenariuszy w zakresie suszy i temperatur. Zidentyfikowano obszary genomu, które znacząco poprawiają wydajność upraw w naturalnych warunkach stresu. Znaczenie alleli (wariantów genów) jest badane w setkach scenariuszy klimatycznych przy pomocy modelowania roślin uprawnych. Umożliwia to identyfikację kombinacji alleli powiązanych ze zwiększoną wydajnością plonów oraz zużyciem wody w różnych regionach Europy, zarówno w aktualnych, jak i przyszłych scenariuszach klimatycznych.

Ważnym owocom projektu DROPS jest też obszerna baza danych dotyczących fenotypów, powiązanych z informacjami genomicznymi, dostępna dla szerszej społeczności naukowej wraz z narzędziami do fenotypowania, modelowania i analiz statystycznych.

Dzięki temu naukowcy i hodowcy roślin mają do dyspozycji pełniejszą wiedzę i lepsze narzędzia umożliwiające poprawę wydajności plonów i zużycia wody. Działania te pomogą szerzyć strategie doskonalenia upraw z myślą o tworzeniu odmian uprawnych o większej odporności, które byłyby w stanie wytrzymać niesprzyjające warunki klimatyczne.