将来的には、ジャガイモは単なる野菜から、深刻な食料安全保障の選択肢へと浮上しなければなりません。 国内で利用可能な耕作可能な土地が限られていることを考慮すると、生産性の向上によってジャガイモの生産量を増やす必要があります。 CPRI におけるジャガイモ研究開発の将来のロードマップは、主に 34.51 年までにジャガイモの生産性を 2050 トン/ha に高めることに焦点を当てています。同研究所の 40 番目の焦点は、業界とジャガイモ消費者の要望に応じてジャガイモの品質を向上させることです。経済発展の時代、購買力が高まり、求める品質に対してはより多くを支払う意欲が増しました。 今後 XNUMX 年間で収穫後の損失を減らすために、ジャガイモの保存方法の改善に関する研究がもう XNUMX つの重要な要素としてターゲットにされるでしょう。
目標達成に向けた戦略
目標を達成し、予想される課題に取り組むために、次の XNUMX つの戦略を採用して、ビジョンに設定された目標を達成します。
- 品種改良のための遺伝資源の効果的な活用
• 生殖質の分子特性解析とコアコレクションの開発。
ジャガイモの事前育種と遺伝子強化
野生のナス種は、さまざまな生物的または非生物的ストレスに対する多様性の豊かな供給源であり、まだ開発されていない望ましい農業形質を備えています。 栽培ジャガイモの遺伝的基盤を拡大するためには、持続可能な方法で食料安全保障問題に対処するために、これらの野生種の遺伝的可能性を利用してジャガイモの生産を強化することが緊急に必要とされています。 野生種の保存と持続可能な利用のための野生遺伝質の利用、野生種の遺伝的多様性へのアクセス、ゲノミクスツールによる遺伝子マイニング活動、体系的かつ総合的な評価戦略、さまざまな形質の特徴づけ、個体群開発の観点から国際協力が必要である。 、およびジャガイモ改良のための分子/ゲノミクスツールの使用。
したがって、CPRI での育種前研究は主に、国際遺伝子バンクからの野生種の取得、さまざまな望ましい形質に関するそれらの野生種の評価、体細胞交配と 2n 配偶子融合によるエリート遺伝株の開発、選択された個体群のマッピングに焦点を当てます。ジャガイモの収量の壁を打ち破る形質、コアコレクション、およびリンクされた分子マーカー。
• より広い遺伝子プールを活用するための体細胞雑種を含むマッピング集団と事前育種の開発。
• ジャガイモの生産可能性の向上につながる雑種強勢と雑種強勢。
ハイブリッドポテト
世界中で開発されているジャガイモの品種はすべて雑種ですが、親系統が同系交配/純粋系統ではないため、雑種の強さ/雑種強勢が最大限に活用されていません。 有性的に生産される真のジャガイモの種子 (TPS) は、塊茎の代わりに植物の種子からジャガイモを栽培する上で大きな可能性を秘めています。 ほとんどすべてのウイルスは、種子の品質の劣化を回避しながら TPS に感染することができません。 真の種子から繁殖し成長させることができるジャガイモ品種の育種に関する問題の XNUMX つは、農業形質が均一でないことです。 TPS の異種性の性質は、両親の異種接合性の性質によるものです。 純系/近交親系は、近親交配抑制と自家不和合性が高いため、ジャガイモでは生産できません。 半栽培ジャガイモでは、自家不和合性阻害遺伝子(Sle)が知られています。 この遺伝子は、雑種の活力を利用するために形質特異的なホモ接合親を生成するための CASPER-CA 技術によって栽培ジャガイモ内で編集することができます。
• 短期間のジャガイモの品種と個体数の開発、加工、デンプン製造、熱と干ばつ耐性、生物的ストレス耐性、栄養素の利用効率、 ハリフ 季節、 輸出、初期バルキング、および TPS 集団。
2. ジャガイモ改良のためのバイオテクノロジーの安全な適用
- 質的および量的形質の堅牢な分子マーカーを開発するための構造ゲノミクスおよびバイオインフォマティクス。
- 疫病に対する耐久性、耐暑性、高温塊茎化、水と栄養素の利用効率の向上など、標的となる形質の遺伝子発見のための機能的ゲノミクス。
- 塊茎化、光合成、光同化物の分配、デンプン代謝、カロテノイドおよびフラボノイド合成、貯蔵タンパク質の品質、加工品質に関する基礎研究のためのプロテオミクスおよびメタボロミクス。
- マーカーフリーで部位特異的に導入遺伝子を組み込むための技術開発。
- 生物的/非生物的ストレスに対する耐性/耐性が改善され、栄養と加工品質が向上するトランスジェニックジャガイモの開発。
3. 高品質の植栽資材の生産の促進
- 低コストで効率的な物質増殖方法の開発と標準化 – エアロポニクス、バイオリアクター技術。
ブリーダーの種子生産
現在、CPRI は毎年約 30,000 キンタルの核と育種種子を生産していますが、これは国内の健康な種ジャガイモの需要を満たすのに十分な量です。 しかし、125年までに3.62万ヘクタールから2050億2020万トンのジャガイモが生産されることを考慮すると、この育種種子の供給は需要を下回る可能性が高い。 CPRIは、2030年、2040年、2050年、33,000年の間に、それぞれ36,000キンタル、39,000キンタル、42,000キンタル、XNUMXキンタルに相当する核種と育種種子を生産することを目標としている。 したがって、種子生産のための追加の利用可能土地が限られているため、CPRI農場で育種種子の量を増やす余地は限られているため、SAUなどの他の政府機関との協力が検討されています。
• ベクトルのダイナミクスと種子の品質に対するその影響。
• アポミックスと一倍性を使用したホモ接合型 TPS 集団の開発
4. 資源ベースの計画と作物管理
- 気候変動シナリオを破壊する雑草、栄養素、水、病気、害虫の作物の計画と管理のためのITベースの意思決定支援システム/ツールの開発。
- 炭素隔離と土壌の健全性の向上につながる技術の標準化。
- 精密農業とマイクロ灌漑を通じて投入物利用効率を高める技術の開発。
ジャガイモのマイクロ灌漑
マイクロ灌漑(点滴とスプリンクラー)により、植物の根域内およびその周囲に高頻度で水を散布することができます。 このシステムは肥料や農薬の散布に役立ち、生産投入物を効率的に利用できます。 ジャガイモの根系はまばらで浅く、総水分のほぼ 70% が上部 30 cm の土壌層から作物によって使用されます。 気候条件、土壌の種類、生育期間の長さ、品種の継続期間、作物の目的、灌漑方法などに応じて、400~600mmの灌漑水が必要となります。CPRIはジャガイモ作物に使用するマイクロ灌漑技術を開発しました。 施肥により、作物の生育期間全体を通じて最適な水分と栄養素を提供するために、植物の根域近くに灌漑(点滴)によって栄養素が適用されます。 スプリンクラー施肥も、葉面散布によってスプリンクラーを通じて栄養素、特に窒素を葉に直接適用する新しい技術です。これらの灌漑/施肥方法は、水を節約する(約 30 ~ 50% 節約)と同時に、15 ~ 30 高い収量をもたらします。肥料を最大 25% 節約できます。 この技術は国内のさまざまな地域のジャガイモ農家に採用されていますが、グジャラート州はジャガイモ作物を含めマイクロ灌漑技術の導入が最も進んでおり、現代の灌漑方法の導入のロールモデルとみなされる可能性があります。 その結果、グジャラート州はインドで最もジャガイモの生産性が高くなっています。
5. 環境に優しい作物保護
- 新しい病原体/害虫の個体群のゲノムの多様性と動態をカタログ化する (病原ゲノミクス)。
- マイクロアレイとナノテクノロジーを使用した、実験室レベルと現場レベルの両方で病原体を検出するための診断法の開発。
- 作物の生産性と病気の管理を強化するための有益な微生物の生態と管理。
ポータブルディップスティックキット
同研究所は、単一ウイルスまたは XNUMX つのウイルスの組み合わせに対するラテラルフロー免疫測定法に基づいて、主要なジャガイモウイルスをフィールドレベルで検出するためのポータブルディップスティックキットを開発しました。 これらのキットは持ち運びが可能で、畑レベルの農家を含むあらゆる関係者がジャガイモ作物の健康基準を確認するために簡単に使用できます。 このキットは、AICRP (P) センターと進歩的な栽培者による検証を経て、ICAR の創立記念日に農業大臣によって発売されました。
6. エネルギー効率の高いジャガイモの貯蔵と多様な利用の促進
- 農場内と農場外の両方の状況での高温保管のための技術の改良。
- 廃棄物利用を含めたジャガイモの多角的利用のための新たなプロセス、製品、利用技術の開発。
- 加工食品の栄養価を高めるための食品強化。
- 血糖指数を下げる技術。
7. 技術普及のための研究機関と農家のインターフェースの強化
- 効率的な政策投入を目的とした、農場の収益性とさまざまな作物のGDPへの貢献能力を比較した研究。
- 従来の拡張ツールと最新の拡張ツールを最適に組み合わせて、熟練した技術を普及します。
最先端の研究テーマ
CPRIは、今後の研究開発課題として以下のような最先端の研究テーマを活用していきます。
• リスクの高い分野、つまり危険な地域に対処するためのトランスジェニックジャガイモの開発。 生物的および非生物的なストレス、品質の向上、および幅広い適応。
早生日中性品種
同研究所の将来の重点は、ジャガイモ改良の分野でゲノミクス、トランスクリプトミクス、その他のオミクスなどの技術を活用することになるだろう。 この遺伝子と対立遺伝子は塊茎化と成熟に関して知られているため、近い将来、50〜60日で成熟し、さまざまな作物の順序に適合できる品種の開発が非常に熱心に行われるでしょう。
• 加工分野: 冷間チッピング品種の開発。
• 種子部門: 非伝統的地域での種ジャガイモの生産。
• 健康分野: 血糖指数が低く、抗酸化物質を多く含むジャガイモの開発。
• 重要な形質の新しい遺伝子とマーカーの同定。
• 労力を節約するための全自動ジャガイモ収穫機。
• 塊茎化に関するジャガイモのプロテオミクスとフェノミクスに関する研究。
• 耐病性と品質形質を参照した次世代分子マーカーである SNP は、対立遺伝子マイニングと再配列によって開発されます。
• バイオリスクインテリジェントシステム(さまざまな病原体や害虫の人種パターンの監視と早期警告システム)は、地方、地域、国家レベルで情報に基づいた決定を下すために開発されるだろう。
• ICT、GIS、およびリモートセンシングオプションは、気候変動と地球温暖化の悪影響を理解して軽減し、新しいジャガイモ栽培地域を特定し、差し迫った複雑な課題に対処するための意思決定支援システムを開発するために使用されます。
2050 年までの CPRI の関連性
政府運営機関の急速な民営化と投資削減の影響を受けて、CPRI のような政府部門の機関が 2050 年までに存在し続けるかどうかを考えるのは明らかです。 答えは単純明快ではありません。 このような研究機関が存続するためには、民間のコラボレーション、コンサルティング プロジェクト、カスタマイズされたソリューションの提供を通じて、自主的に生成したリソースに大きく依存する必要があるのは確実です。 CPRI はすでに、エアロポニックスやバイオ肥料 (B-5) などの技術の商業化を開始しています。新しい状況に迅速に対応して適応する同研究所の卓越した能力により、CPRI は 2050 年までに存続する候補者としてふさわしいだけでなく、その頃までに世界レベルでジャガイモ研究開発の卓越した拠点として浮上すると予想されている。
CPRI は、国内の最高のジャガイモ研究開発機関としての地位を維持するだけでなく、世界をリードする研究機関として浮上するために十分な準備を整えています。 この自信は単なる希望的観測から生まれたものではなく、数年間の努力により同研究所に構築された世界クラスの施設に基づいています。 ジャガイモのゲノム解読を目的とした26カ国に属する14の国際機関からなるコンソーシアムのインドのメンバーとなり、その成果を世界有数の科学出版物「ネイチャー」に掲載することで、CPRIはすでにこの目的地に向けた旅を始めている。 2050年までにCPRIは、多国籍ジャガイモ研究プロジェクトの単なる貢献パートナーではなく、世界的なジャガイモ研究開発、特に熱帯と亜熱帯の研究リーダーとしての役割を果たすことになるだろう。