I framtiden måste potatis utvecklas från bara en grönsak till ett seriöst alternativ för livsmedelssäkerhet. Med tanke på begränsad tillgång på odlingsbar mark i landet måste högre potatisproduktion ledas av produktivitetstillväxt. Framtida färdplan för potatis FoU vid CPRI skulle i första hand inriktas på att öka potatisproduktiviteten till 34.51 ton/ha år 2050. Institutets andra fokus kommer att vara att förbättra kvaliteten på potatisen enligt önskemål från industrin och potatiskonsumenter i era av ekonomisk utveckling, högre köpkraft och vilja att betala mer för önskad kvalitet. Forskning om förbättrad lagring av potatis kommer att inriktas som en annan viktig komponent för att minska förlusterna efter skörd under de kommande 40 åren.
Strategi för att nå mål
För att nå målen och ta itu med förväntade utmaningar skulle en sjudelad strategi användas för att uppnå målen i visionen.
- Effektivt utnyttjande av genetiska resurser för sortförbättring
• Molekylär karakterisering och utveckling av kärnsamling av könsplasman.
Föravel och genetisk förbättring av potatis
Vilda Solanum-arter är en rik källa till mångfald för olika biotiska eller abiotiska påfrestningar och önskvärda agronomiska egenskaper som fortfarande är outnyttjade. För att bredda den genetiska basen för odlad potatis är det akut nödvändigt att den genetiska potentialen hos dessa vilda arter utnyttjas för att förbättra potatisproduktionen för att ta itu med livsmedelsförsörjningen på ett hållbart sätt. Internationella samarbeten krävs när det gäller utnyttjande av vild groddplasma för bevarande och hållbar användning av vilda arter, tillgång till vilda arters genetiska mångfald, genutvinningsaktiviteter genom genomicsverktyg, systematisk och integrerad strategi för utvärdering, karakterisering av en rad egenskaper, populationsutveckling , och användning av molekylära/genomiska verktyg för potatisförbättring.
Därför skulle föravelsforskning vid CPRI huvudsakligen vara inriktad på förvärv av vilda arter från internationella genbanker, utvärdering av dessa vilda arter för olika önskvärda egenskaper, utveckling av genetiska elitbestånd genom somatisk hybridisering och 2n gameter fusion, kartläggning av populationen för utvalda egenskaper, kärnsamling och länkade molekylära markörer som leder till att bryta skördebarriärer i potatis.
• Utveckling av kartläggning av population och föravel inklusive somatiska hybrider för att utnyttja en bredare genpool.
• Heteros och hybridkraft som leder till ökad produktionspotential för potatis.
Hybridpotatis
Även om alla potatissorter som utvecklas över hela världen är hybrider, men hybridkraft/heteros utnyttjas inte till sin fulla potential eftersom föräldralinjerna inte är inavlade/rena linjer. Äkta potatisfrön (TPS) som produceras sexuellt har ett stort löfte för att odla potatis från botaniska frön istället för knölar. Nästan alla virus kan inte infektera TPS med önskvärd flykt från försämring av frökvalitet. Ett av problemen med att förädla potatissorter som kan förökas och odlas från äkta utsäde är bristen på enhetlighet i agronomiska egenskaper. Den heterogena naturen hos TPS beror på föräldrarnas heterozygota natur. Rena linjer/inavlade föräldralinjer kan inte produceras i potatis på grund av hög inavelsdepression och självinkompatibilitet. I halvodlad potatis är genen för självinkompatibilitetsinhibitor (Sle) känd. Denna gen kan redigeras i odlad potatis genom CASPER-CAs tekniker för att producera egenskapsspecifika homozygota föräldrar för att utnyttja hybridkraft.
• Utveckling av potatissorter och -populationer för kort varaktighet, bearbetning, stärkelsetillverkning, värme- och torktolerans, biotisk stresstolerans, effektiv användning av näringsämnen, kharif säsong, export, tidig bulking och TPS-populationer.
2. Säker tillämpning av bioteknik för potatisförbättring
- Strukturell genomik och bioinformatik för att utveckla robusta molekylära markörer för kvalitativa och kvantitativa egenskaper.
- Funktionell genomik för genupptäckt för målinriktade egenskaper som tålig resistens mot senpest, värmetolerans, tuberisering vid hög temperatur, bättre vatten- och näringseffektivitet.
- Proteomik och metabolomik för grundläggande studier om tuberisering, fotosyntes, partitionering av fotoassimilater, stärkelsemetabolism, karotenoid- och flavonoidsyntes, lagringsproteinkvalitet, processkvalitet.
- Teknikutveckling för markörfri och platsspecifik integrering av transgener.
- Utveckling av transgen potatis med förbättrad resistens/tolerans mot biotiska/abiotiska påfrestningar och för att förbättra närings- och bearbetningskvaliteten.
3. Uppmuntra produktion av planteringsmaterial av hög kvalitet
- Utveckling & standardisering av billiga och effektiva massförökningsmetoder – aeroponik, bioreaktorteknologi.
Uppfödare fröproduktion
För närvarande producerar CPRI cirka 30,000 125 quintals kärnor och förädlingsutsäde varje år, vilket bara är tillräckligt för att möta efterfrågan på frisk utsädespotatis i landet. Men med tanke på produktionen av 3.62 miljoner ton potatis från 2050 miljoner ha till 2020, kommer detta utbud av förädlingsfrö sannolikt att understiga efterfrågan. CPRI har som mål att producera kärn- och förädlingsfrö under 2030, 2040, 2050 och 33,000 motsvarande 36,000 39,000, 42,000 XNUMX, XNUMX XNUMX respektive XNUMX XNUMX kvint. Eftersom det finns begränsat utrymme för att öka mängden förädlingsutsäde på CPRI-gårdar på grund av begränsningen av ytterligare tillgång till mark för utsädeproduktion, undersöks därför samarbeten med andra statliga organisationer, t.ex. SAU.
• Vektordynamik och dess implikationer på frökvalitet.
• Utveckling av homozygota TPS-populationer med apomixer och monohaploidi
4. Resursbaserad planering och odling
- Utveckling av IT-baserade beslutsstödssystem/verktyg för planering av grödor och hantering av ogräs, näringsämnen, vatten, sjukdomar och skadegörare för klimatförändringsscenariot.
- Standardisering av teknik som leder till förbättrad kolbindning och markhälsa.
- Utveckling av teknik för att förbättra insatseffektiviteten genom precisionsjordbruk och mikrobevattning.
Mikrobevattning i potatis
Mikrobevattning (dropp och sprinkler) möjliggör högfrekvent applicering av vatten i och runt växternas rotzon. Detta system är användbart för applicering av gödningsmedel och bekämpningsmedel vilket resulterar i effektiv användning av produktionsinsatser. Potatis har ett glest och grunt rotsystem och nästan 70 % av det totala vattnet används av grödan från det övre 30 cm jordskiktet. Det kräver 400-600 mm bevattningsvatten beroende på klimatförhållanden, jordtyp, växtsäsongens längd, sortens varaktighet, grödans syfte och bevattningsmetoder etc. CPRI har utvecklat teknik för mikrobevattning för användning i potatisgrödor. Genom gödning appliceras näringsämnen med bevattning (dropp) nära plantornas rotzon för att ge optimal fukt och näringsämnen under hela växtens tillväxtperiod. Sprinklergödsling är också en ny teknik där näringsämnen, särskilt kväve, appliceras genom sprinkler för bladsprej direkt på bladverket. Dessa bevattningsmetoder/gödslingsmetoder sparar på vatten (ca 30-50% besparing) samtidigt som ger 15-30 högre avkastning med upp till 25 % besparing på gödselmedel. Tekniken har anammats av potatisbönder i olika delar av landet, men Gujarat kan anses vara en förebild för antagandet av moderna bevattningsmetoder eftersom staten har den högsta antagandet av mikrobevattningsteknik inklusive potatisgrödor. Följaktligen har Gujarat den högsta potatisproduktiviteten i Indien.
5. Miljövänligt växtskydd
- Katalogisering av genomvariabilitet och dynamik hos nya patogen-/skadedjurspopulationer (Pathogenomics).
- Utveckling av diagnostik för detektion av patogener både på laboratorie- och fältnivå med hjälp av mikroarray- och nanoteknologier.
- Ekologi och hantering av nyttiga mikroorganismer för att förbättra grödans produktivitet och sjukdomshantering.
Bärbara oljestickssatser
Institutet utvecklade bärbara mätstickssatser för detektion på fältnivå av större potatisvirus baserade på lateral flow immunoanalys för enstaka eller en kombination av två virus. Dessa kit är bärbara och lätta att använda av alla intressenter inklusive lantbrukare på fältnivå för att fastställa hälsostandarden för potatisgrödan. Satsen släpptes av den ärade jordbruksministern på ICARs stiftelsedag efter att ha validerats vid AICRP (P)-centra och av de progressiva odlarna.
6. Uppmuntra energieffektiv lagring och diversifierat utnyttjande av potatis
- Teknikförfining för lagring vid förhöjd temperatur för situationer både på och utanför gården.
- Utveckling av nya processer, produkter och användningstekniker för diversifierad användning av potatis inklusive avfallsanvändning.
- Livsmedelsberikning för att förbättra näringskvaliteten hos bearbetade livsmedel.
- Teknologier för att sänka glykemiskt index.
7. Stärka gränssnittet mellan institut och bonde för teknikspridning
- Jämförande lönsamhetsstudier för jordbruket med avseende på förmågan att bidra till BNP med olika grödor, för att tillhandahålla effektiv politisk input.
- Skicklig teknisk spridning genom en optimal blandning av traditionella och moderna förlängningsverktyg.
Nya forskningsteman
CPRI kommer att använda följande spetsforskningsteman för sin framtida FoU-agenda.
• Utveckling av transgen potatis för att hantera högriskområden, dvs. biotiska och abiotiska påfrestningar, kvalitetsförbättring och bredare anpassning.
Tidiga mognadsneutrala sorter
Framtida tonvikt för institutet skulle ligga på att utnyttja teknologier som genomik, transkriptomik och annan omik inom området för potatisförbättring. Generna och allelerna är kända för tuberisering och mognad och därför kommer det inom en snar framtid att vara mycket väl strävat efter att utveckla sorter som mognar på 50-60 dagar och som kan passa in i olika grödor.
• Bearbetningssektorn: utveckling av sorter för kallflisning.
• Utsädessektorn: produktion av utsädespotatis i icke-traditionella områden.
• Hälsoområdet: utveckling av potatis med lågt glykemiskt index och högt innehåll av antioxidanter.
• Identifiering av nya gener och markörer för viktiga egenskaper.
• Helautomatisk potatisskördare för att spara på arbetskraften.
• Studier av potatisproteomik och -fenomik med hänvisning till tuberisering.
• Nästa generations molekylära markör, SNP, med hänvisning till sjukdomsresistens och kvalitetsegenskaper, kommer att utvecklas genom allel mining och resequencing.
• Intelligent biorisksystem (övervakning av rasmönster för olika patogener och skadedjur och system för tidig varning) skulle utvecklas för att fatta välgrundade beslut på lokal, regional och nationell nivå.
• Alternativ för IKT, GIS och fjärranalys kommer att användas för att förstå och mildra negativa effekter av klimatförändringar och global uppvärmning, identifiera nya potatisodlingsområden och för att utveckla beslutsstödssystem för att möta kommande komplexa utmaningar.
CPRI:s relevans senast 2050
Under inflytande av snabb privatisering och avveckling av statliga institutioner är det uppenbart att fundera på om statliga institut som CPRI kommer att förbli relevanta till 2050 eller inte? Svaret är inte enkelt och rakt på sak. Det är säkert att sådana institut kommer att behöva vara starkt beroende av egengenererade resurser genom privata samarbeten, konsultprojekt och att leverera skräddarsydda lösningar för själva överlevnaden. CPRI har redan börjat kommersialisera sina teknologier som aeroponics och biogödselmedel (B-5) etc. Institutets extraordinära förmåga att snabbt reagera och anpassa sig till den nya situationen gör det till en lämplig kandidat inte bara för att överleva till 2050 utan institutet är förväntas dyka upp som ett spetskompetenscentrum inom potatis-FoU på global nivå vid den tiden.
CPRI har tillräckligt med beredskap, inte bara för att behålla sin position som landets främsta FoU-organisation för potatis, utan också för att framstå som en ledande global forskningsinrättning. Detta förtroende beror inte bara på önsketänkande, utan baserat på de anläggningar i världsklass som skapats vid institutet med flera års hårda arbete. Genom att vara den indiska medlemmen i konsortiet av 26 internationella institut som tillhör 14 länder för att dechiffrera potatisgenom och genom att publicera resultatet i den globalt ledande vetenskapliga publikationen "Nature", har CPRI redan påbörjat sin resa mot denna destination. År 2050 skulle CPRI inte bara vara en bidragande partner i de multinationella potatisforskningsprojekten utan det skulle fungera som forskningsledare för global FoU på potatis, särskilt tropikerna och subtroperna.