จากต้นกำเนิดในระดับความสูงที่เย็นสบายของเทือกเขาแอนดีส มันฝรั่งไม่เหมาะกับอุณหภูมิสุดขั้วหรือน้ำท่วมที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นักวิทยาศาสตร์พืชกำลังผสมพันธุ์ ‘ซุปเปอร์ spuds’ ที่สามารถทนต่อสภาวะแวดล้อมที่รุนแรงขึ้นได้
มันฝรั่งต่ำต้อยถูกเพาะพันธุ์ครั้งแรกใกล้กับทะเลสาบติติกากาในเปรูปัจจุบันอย่างน้อย 8,000 ปีก่อน และยังคงรักษาเมืองใหญ่ของอาณาจักรอินคาไว้ได้ ในช่วงกลางศตวรรษที่ 16 ยานดังกล่าวออกจากเทือกเขาแอนดีสและข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกไปยังยุโรป ซึ่งได้รับการแนะนำให้รู้จักกับไอร์แลนด์ในปี ค.ศ. 1589 โดยนักผจญภัยและข้าราชบริพารชาวอังกฤษ เซอร์ วอลเตอร์ ราลีผู้ลึกลับ ผลผลิตสูงและเป็นที่นิยมอย่างมาก ในไม่ช้าพืชมันฝรั่งก็กลายเป็นวัตถุดิบหลักในหลายประเทศในยุโรป
ปัจจุบัน เป็นพืชอาหารที่ปลูกกันมากเป็นอันดับสี่ของโลก รองจากข้าว ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ และข้าวสาลี อย่างไรก็ตาม มันยังคงเปราะบางต่อการเกิดน้ำท่วมขังและความเครียดจากความร้อน สภาพที่มันไม่ได้พัฒนาให้ทนต่อในบ้านบนระดับความสูงเดิมในเทือกเขาแอนดีส ด้วยมลภาวะที่ส่งผลต่อสภาพอากาศของยุโรป มันฝรั่งจึงต้องเผชิญหน้ากับคู่อริคู่นี้ด้วยความสม่ำเสมอที่เพิ่มขึ้น
ดร.มาร์คัส ไทเก นักวิทยาศาสตร์พืชแห่งมหาวิทยาลัยเวียนนา ซึ่งเป็นผู้นำ โครงการ ADAPTกล่าวว่า มันฝรั่งบางชนิดค่อนข้างทนต่อความเครียดจากภัยแล้ง แต่พวกมันทั้งหมดมีปัญหาใหญ่เกี่ยวกับความร้อนและน้ำท่วม ADAPT กำลังพัฒนากลยุทธ์ใหม่เพื่อให้แน่ใจว่าผลผลิตมันฝรั่งจะยังคงมีเสถียรภาพในสภาพการเจริญเติบโตในอนาคต
พืชที่ได้รับความทุกข์ทรมานจากความร้อนที่มากเกินไปจะหยุดผลิตน้ำตาล ซึ่งขัดขวางการพัฒนาของหัวพืช จากนั้นจึงแข่งกันออกดอกเร็ว นี่เป็นกลยุทธ์ที่ยอดเยี่ยมสำหรับมันฝรั่งป่าเพื่อให้แน่ใจว่าการอยู่รอดของสายพันธุ์ภายใต้สภาวะที่ท้าทาย แต่ให้ผลผลิตต่ำแก่เกษตรกร
ผลกระทบจากสภาพอากาศ
การสำรวจเกษตรกรผู้ปลูกมันฝรั่งในยุโรปมากกว่า 500 รายเมื่อเร็วๆ นี้เปิดเผยว่าความแห้งแล้งและความร้อนถูกมองว่าเป็นผลกระทบหลักของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อมันฝรั่ง ตามมาด้วยศัตรูพืช โรคภัย และฝนตกหนัก
มันฝรั่งบางพันธุ์สามารถต้านทานความเครียดจากสิ่งแวดล้อมได้ดีกว่าพันธุ์อื่น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าผู้ปรับปรุงพันธุ์พืชอาจปรับปรุงพันธุกรรมของมันฝรั่งในยุโรปให้มีความทนทานมากขึ้น
โครงการ ADAPT รวบรวมผู้เพาะพันธุ์มันฝรั่งสี่รายและสถาบันวิจัย 10 แห่ง เพื่อตรวจสอบว่ามันฝรั่งบางชนิดต้านทานความเครียดได้อย่างไร
“เราต้องการทำความเข้าใจกับการปรับตัวให้เข้ากับความเครียดในระดับโมเลกุล” ดร. Teige กล่าว “เพื่อพัฒนาเครื่องหมายสำหรับการเพาะพันธุ์มันฝรั่งที่ทนต่อความเครียดได้”
การผสมพันธุ์มันฝรั่งเป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างยิ่งเนื่องจากพันธุกรรมที่ซับซ้อน ความหลากหลายของยุโรปประกอบด้วยตัวอักษร DNA หลายล้านตัว แต่ละชุดมีสี่สำเนา บนเส้นที่แตกต่างกันสิบสองเส้น (โครโมโซม)
เครื่องหมายทางพันธุกรรมคล้ายกับป้ายบอกทางที่บ่งบอกถึงส่วนสำคัญของ DNA ที่เกี่ยวข้องกับลักษณะที่พึงประสงค์ เช่น ความทนทานต่อความร้อนได้ดีกว่า
ดร.แดน มิลบอร์น นักวิจัยมันฝรั่งที่ Teagasc ในไอร์แลนด์ ซึ่งเป็นองค์กรวิจัยด้านการเกษตรของรัฐกล่าวว่า “มีการนำพันธุศาสตร์มันฝรั่งช่วงค่อนข้างเล็กมายังยุโรป” ดังนั้นจึงอาจนำเข้าคุณสมบัติใหม่ได้
นักวิทยาศาสตร์ของ ADAPT ได้ปลูกมันฝรั่งประมาณ 50 สายพันธุ์ในสภาวะความเครียดที่แตกต่างกันในหลายพื้นที่ของยุโรป ในเวลาเดียวกัน พวกเขาได้ทำการทดลองในโรงเรือน ซึ่งมีการปลูกพันธุ์ต่างๆ ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้ในโรงงานที่มีเทคโนโลยีสูงในสาธารณรัฐเช็ก
พืชจะได้รับการถ่ายภาพและวัดผลทุกวันเพื่อบันทึกปริมาณน้ำที่ใช้ รวมทั้งอัตราการสังเคราะห์แสงและการเจริญเติบโต ข้อมูลนี้สามารถเผยให้เห็นว่าพวกเขาได้รับอิทธิพลจากความเครียดอย่างไรและเน้นป้ายบอกทาง (เครื่องหมายทางพันธุกรรม) ในจีโนมของมันฝรั่งที่มีความสำคัญต่อการตอบสนองต่อความเครียด
ป้ายบอกทางช่วยประหยัดเวลาและเงินสำหรับโครงการปรับปรุงพันธุ์ในอนาคต ‘ถ้าเครื่องหมายเกี่ยวข้องกับลักษณะเฉพาะ เมื่อคุณปลูกต้นกล้า คุณจะต้องแยกดีเอ็นเอและมองหาเครื่องหมาย’ ดร. Teige กล่าว วิธีเก่าคือการปล่อยให้พืชเติบโตและรอดูว่ามีลักษณะที่ต้องการหรือไม่
การประหยัดเวลาในการปรับปรุงพันธุ์พืชเป็นเรื่องใหญ่ ดร. มิลเบิร์นกล่าวว่า “ต้องใช้เวลาถึง 12 ปีในการผลิตพันธุ์มันฝรั่ง และเขาน่าจะรู้ เพราะปีที่แล้ว องค์กรของเขามีส่วนร่วมในการ เปิดตัว Busterซึ่งเป็นมันฝรั่งสายพันธุ์ใหม่ที่ทนทานต่อไส้เดือนฝอยชนิดหนึ่งที่สามารถทำลายพืชมันฝรั่งได้อย่างรุนแรง
การตั้งค่ามันฝรั่ง
ในไอร์แลนด์ มันฝรั่งต้องฉีดพ่น 20 ครั้งในช่วงฤดูปลูกเพื่อป้องกันโรคใบไหม้ การทำลายล้างมีความสำคัญทางประวัติศาสตร์ในไอร์แลนด์ เนื่องจากมันทำให้เกิดความล้มเหลวในการปลูกมันฝรั่งในช่วงทศวรรษที่ 1840 ซึ่งก่อให้เกิดความอดอยากครั้งใหญ่ที่ทำลายล้างประชากร
ในขณะเดียวกัน ยุโรปกำลังพยายามลดการพึ่งพาสเปรย์เคมี โดย เมื่อเร็ว ๆ นี้คณะกรรมาธิการยุโรป เสนอ ให้ลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชลงครึ่งหนึ่งภายในปี 2573 เพื่อลดการพึ่งพาการฉีดพ่นจึงจำเป็นต้องมีมันฝรั่งที่ต้านทานศัตรูพืชมากขึ้น
ดร. Milbourne เป็นส่วนหนึ่งของโครงการที่ชื่อว่า PotatoMASHซึ่งได้คิดค้นวิธีการสแกนความแปรผันทางพันธุกรรมทั่วทั้งจีโนมของมันฝรั่งในลักษณะที่ไม่แพง วิธีการนี้สามารถวินิจฉัยโรคเป้าหมายและยีนต้านทานศัตรูพืชในมันฝรั่งได้โดยการสุ่มตัวอย่างเฉพาะ DNA ที่แปรผันมากเท่านั้น ซึ่งมีราคาถูกกว่าวิธีการระบุเครื่องหมายทางพันธุกรรมแบบเดิมอย่างมีนัยสำคัญ
ซอฟต์แวร์ใหม่ที่พัฒนาขึ้นที่ ILVO (สถาบันวิจัยการเกษตร ประมง และอาหารแฟลนเดอร์ส) ในเบลเยียม ระบุพื้นที่ของ DNA ซึ่งมีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างพันธุ์ต่างๆ
ดร. มิลเบิร์นอธิบายว่าเป็นความแตกต่างเพียงอย่างเดียวในรหัสดีเอ็นเอที่น่าสนใจที่สุดสำหรับผู้เพาะพันธุ์ การขยายพันธุ์มันฝรั่งจะถูกเร่งโดยการระบุป้ายบอกทางสำหรับพื้นที่เหล่านี้
ดร.มิลบอร์นกล่าวว่า แทนที่จะทดสอบคนหลายพันคนด้วยการติดเชื้อโรคและหลังจากการตอบสนองของพวกเขา ฉันสามารถคลิกวัสดุใบเล็กๆ ประมาณขนาดเล็บมือของฉัน และทดสอบหาเครื่องหมายเหล่านี้ได้ ซึ่งสามารถทำได้ บอกฉันว่ายีนมีอยู่หรือไม่มีอยู่’
นี่เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการผลักดันให้มันฝรั่งมีความทนทานต่อแมลงศัตรูพืชและโรคต่างๆ และสามารถทนต่อสภาพอากาศที่แปรปรวนในอนาคตของเราได้ ในขณะที่ไม่ต้องเสียสละผลผลิต
ซุปเปอร์สปั๊ด
สิ่งสำคัญที่สุดคือ การเพาะพันธุ์มันฝรั่งเพียงอันเดียวจะไม่เป็นเรื่องสำคัญ เพราะรสนิยมของผู้บริโภคสำหรับมันฝรั่งนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ และจะมีมันฝรั่งพันธุ์ใหม่ๆ มากมายที่จำเป็นสำหรับอนาคต
ดร. มิลเบิร์นกล่าวว่า “เรากำลังพิจารณาที่จะย้ายจากการให้อาหาร 7 พันล้านคนเป็น 11 ถึง 13 พันล้านคนในช่วงหลายทศวรรษข้างหน้า”
‘เราจะต้องเพิ่มการผลิตเป็นสองเท่า โดยไม่ต้องเพิ่มจำนวนที่ดินที่เราทำไร่ ในขณะที่ต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งอาจทำให้พื้นที่ที่เรามีอยู่สำหรับการเกษตรหมดไป’
ส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหาคือการเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับพืชผลหลัก เช่น มันฝรั่ง จนถึงสภาวะสุดขั้ว เช่น อุณหภูมิที่สูง แมลงศัตรูพืช และโรคต่างๆ ในขณะที่พึ่งพายาฆ่าแมลงน้อยลง การแข่งขันอยู่บน
การวิจัยในบทความนี้ได้รับทุนจากสหภาพยุโรป หากคุณชอบบทความนี้ โปรดพิจารณาแชร์บนโซเชียลมีเดีย
