Исследователи изучили долгосрочные тенденции в улучшении сортов пшеницы и обнаружили, что стандартный подход, используемый десятилетиями — выращивание старых и новых сортов пшеницы бок о бок и сравнение их урожайности — не позволяет четко разделить два разных типа селекционных достижений: увеличение присущего им потенциала урожайности и продолжающуюся «поддерживающую селекцию», которая позволяет сортам оставаться адаптированными к меняющимся вредителям, болезням и климатическим условиям. В международную исследовательскую группу входят пять ученых из Университета Небраски-Линкольна, США.
Понимание факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур, имеет важное значение для целенаправленного распределения средств на исследования, направленные на удовлетворение растущих потребностей населения мира в продовольствии, заявил Патрисио Грассини, заслуженный профессор агрономии и один из авторов статьи в журнале Nature Communications.
«Увеличение урожайности, которое мы наблюдаем из года в год, объясняется главным образом двумя факторами, — сказал Грассини. — Первый — это улучшение агрономических практик, таких как, например, удобрения, борьба с вредителями и так далее. Второй — это генетическое улучшение».
Исследовательская группа использовала данные по 849 сортам пшеницы, протестированным в 17 местах в Аргентине, Франции, Великобритании и США. В результате было отмечено общее повышение урожайности пшеницы примерно на 73 килограмма с гектара в год.
Исследование показало, что около половины этого улучшения обусловлено более высоким потенциалом урожайности современных сортов. Остальная часть объясняется селекционной работой, необходимой для компенсации снижения урожайности старых сортов в условиях изменения окружающей среды.
«Почти половина этого улучшения (33 кг/га в год) объясняется селекцией, необходимой для противодействия снижению урожайности старых сортов, а другая часть (40 кг/га в год) может быть связана с более высоким потенциалом урожайности современных сортов. Мы приходим к выводу, что сравнение новых и старых сортов в современных условиях приводит к переоценке генетического увеличения потенциальной урожайности», — сказал Грассини.
Хотя исследовательская группа изучала пшеницу, ее выводы имеют широкое применение и к другим сельскохозяйственным культурам.
Селекция, направленная на поддержание устойчивости, имеет решающее значение для глобальной продовольственной безопасности. По мере эволюции патогенов и изменения климатических условий селекционеры постоянно внедряют признаки, которые помогают пшенице противостоять новым угрозам. Эти улучшения поддерживают производство, но не обязательно означают, что максимальный биологический предел урожайности культуры увеличился.
Поскольку широко используемый метод сравнения «бок о бок» не учитывает эти факторы, он может переоценивать то, насколько селекция сама по себе повысила потенциальную урожайность основных продовольственных культур с течением времени, заявили исследователи.
Грассини заявил, что полученные результаты имеют важное значение для политики и инвестиций в сельскохозяйственные исследования. Точное измерение генетических улучшений имеет важное значение для формирования реалистичных ожиданий относительно будущего совершенствования сельскохозяйственных культур, особенно в условиях роста мирового спроса на продовольствие.
Исследователи пришли к выводу, что для более четкого разграничения потенциального увеличения урожайности и селекции, направленной на поддержание сортовых характеристик, необходимы более надежные методы оценки, основанные на многосредовых сортовых испытаниях с надлежащей проверкой сортов. Это позволило бы лучше понять истинное влияние селекции растений на потенциальную урожайность и помогло бы разработать стратегии для обеспечения дальнейшего прогресса в обеспечении продовольствием всего мира.
Источник: University of Nebraska-Lincoln. На фото Патрисио Грассини, профессор агрономии и садоводства. Источник фото: Университет Небраски-Линкольн.
