Ryż hybrydowy

Ryż hybrydowy to rodzaj ryżu azjatyckiego , który został skrzyżowany z dwóch bardzo różnych odmian rodzicielskich. Podobnie jak w przypadku innych rodzajów mieszańców , ryż hybrydowy zwykle wykazuje heterozję lub „witgor hybrydowy”, więc uprawiany w tych samych warunkach, co porównywalne odmiany ryżu czystej krwi , może dawać do 30% więcej plonów . Aby wyprodukować nasiona hybrydowe w dużych ilościach, sterylna odmiana ryżu czystej krwi jest nawożona płodnością pyłek innej odmiany. Wysokowydajne uprawy , w tym ryż mieszańcowy, są jednym z najważniejszych narzędzi walki z kryzysami żywnościowymi na świecie .

Historia

Hybrydyzacja jest od dawna stosowana do hodowli nowych odmian ryżu, takich jak IR8 . Stosowanie heterozji w nasionach mieszańców pierwszej generacji (F1) jest dobrze znane, ale w tych przypadkach nasiona F1 są produkowane tylko w małych ilościach. Pierwsza praca naukowa na temat zastosowania heterozji w produkcji ryżu została opublikowana w 1926 r., Ale jej zastosowanie w produkcji ryżu było ograniczone ze względu na samozapylający się charakter ryżu. W 1974 roku chińscy naukowcy pomyślnie przenieśli gen męskosterylności z dzikiego ryżu w celu stworzenia linii genetycznej cytoplazmatycznej męskiej sterylności (CMS) i kombinacji hybryd. Po raz pierwszy nasiona hybrydowe F1 zostały użyte do sadzenia na dużą skalę. Pierwsza generacja hybrydowych odmian ryżu była hybrydami trójliniowymi i dawała plony, które były o około 15 do 20 procent większe niż ulepszone lub wysokowydajne odmiany o tym samym czasie wzrostu.

Chiński naukowiec Yuan Longping (1930–2021), znany jako „ojciec ryżu hybrydowego”, jest jednym z najbardziej znanych badaczy ryżu hybrydowego. W latach sześćdziesiątych dokonał przełomowego odkrycia genetycznych podstaw heterozji ryżu. Było to wyjątkowe odkrycie, ponieważ wcześniej uważano, że heterozja nie jest możliwa w przypadku roślin samozapylających, takich jak ryż. Według artykułu opublikowanego w państwowych mediach China Daily , w 2011 r. Yuan opracował nową hybrydową odmianę ryżu, która daje plony 13,9 ton z hektara .

Inny chiński agronom, Li Zhengyou , opracował hybrydowy ryż typu Dian i był pionierem w badaniach nad ryżem hybrydowym na dużych wysokościach . Opublikował książkę Ryż hybrydowy typu Dian ( chiński : 滇型杂交水稻 ).

w Chinach ryż hybrydowy jest sadzony na ponad 50% pól uprawnych ryżu i przypisuje się mu pomoc w zwiększeniu rocznych plonów ryżu, które należą do najwyższych w Azji . Ryż hybrydowy jest również uprawiany w wielu innych ważnych krajach produkujących ryż, w tym w Indonezji , Wietnamie , Birmie , Bangladeszu , Indiach , Sri Lance , Filipinach , Brazylii i USA . Badanie z 2010 roku opublikowane przez Międzynarodowy Instytut Badań nad Ryżem (IRRI) informuje, że rentowność ryżu hybrydowego w trzech stanach Indii wahała się od takiej samej rentowności jak inny ryż do 34% bardziej opłacalnej.

Poza Chinami inne instytuty również prowadzą badania nad ryżem hybrydowym, w tym IRRI, które koordynuje również Konsorcjum Rozwoju Ryżu Hybrydowego .

W 2014 roku, podczas badań etnograficznych nad gospodarką wodami powierzchniowymi, amerykańska badaczka Joy D'Angelo odkryła problem z uprawą hybrydy na tarasach: hybryda jest w rzeczywistości tak oszczędna w wodzie, że może zagrozić cyklowi ładowania lokalnych górskich warstw wodonośnych, oraz spowodować kruszenie się niektórych pól ryżowych.

Mocne strony i wady

Wigor hybrydy jest wyrażany podczas wczesnych etapów wzrostu wegetatywnego i reprodukcyjnego rośliny. Młode sadzonki mieszańcowe mają szybszy korzeni i liści oraz lepszy rozwój baldachimu ; dojrzała roślina ma zwiększoną całkowitą suchą masę, większe wiechy (końcowe pędy wytwarzające ziarno ), więcej kłosków (jednostek kwiatu) na jednostkę powierzchni , wzrost masy całkowitej ziarna, a co za tym idzie wyższe plony. Minusem jest to, że rolnicy muszą co sezon kupować nowe nasiona. Ziarna produkowane przez odmiany czystorasowe są genetycznie prawie identyczne z ich rodzicami, dzięki czemu można je przechowywać do późniejszego sadzenia. Jeśli rolnik spróbuje zasadzić zróżnicowane genetycznie nasiona (wytworzone w drodze rozmnażania płciowego ) zachowane z poprzedniej uprawy hybrydowej, otrzymane rośliny będą wykazywać bardzo zróżnicowane cechy, w podobny sposób, w jaki różni się wygląd rodzeństwa , a uzyskany plon będzie niespójny. przynosi rozczarowanie.

W Chinach system hybrydowy obejmujący ograniczenia niektórych cech uniemożliwił naukowcom znalezienie sposobu na wyleczenie słabej odporności na choroby i szkodniki . Co więcej, ryż hybrydowy ma większą częstość występowania „występowania omacnicy łodygowej , skoczka białogrzbietego , zwójki liściowej , zarazy bakteryjnej , zarazy pochwy i chorób wirusowych „mączniak rzekomy, głownia fałszywa i głownia ziarna” występowały częściej na ryżu hybrydowym. W związku z tym nastąpił ogromny wzrost stosowania pestycydów na ryżu hybrydowym niż na innych. Na przykład w prowincji Hunan, w porównaniu z normalnymi uprawami, dodatkowe 31% pestycydów użyto w ryżu hybrydowym. Sam proces hodowli jest również ograniczeniem w rozwoju ryżu hybrydowego. Uprawa nasion i wysoko wykwalifikowana siła robocza kosztowały na początku dużo pieniędzy, powodując, że 20% rządowej drogi wypełnia lukę. Według powiedzenia od słynnego chińskiego naukowca Yuana Longpinga, ze względu na ograniczony obszar płaskowyżu potrzebne są w przyszłości systemy dwuliniowe. różnorodność genetyczna była głównym problemem, który trzeba było rozwiązać.

Prywatna firma nasiennicza ma również wyzwania związane z ryżem hybrydowym, ponieważ proces ich uprawy jest bardzo czasochłonny i kosztowny. Na przykład firma Cargill kupiła nasiona od rządu chińskiego w latach 80., które były produkowane komercyjnie do lat 92. Nadal istnieje więcej wyzwań w tej dziedzinie, takich jak „gorsza jakość ziarna; niewystarczająca odporność na choroby/owady w pierwszym pokoleniu mieszańców; niespójny i niski plon nasion; niewystarczająca podaż czystych nasion linii rodzicielskich; oraz wysoki koszt nasion. " Co więcej, polityka bezpłatnego udostępniania IRRI faktycznie ograniczyła rozwój badań nad ryżem hybrydowym. Informacje o technologii są blokowane przed krajami i firmami, uniemożliwiając hybrydowym ryżom drogę do sukcesu.

Z ekonomicznego i politycznego punktu widzenia problem, jaki przyniósł ryż hybrydowy, jest nadal poważny. Rolnicy utracili prawa hodowców , ponieważ nasiona hybrydowe nie będą istniały po zbiorach i dlatego w dużym stopniu polegają na wyspecjalizowanych firmach nasiennych. Ryż hybrydowy dla całego kraju jest kontrolowany przez kilka dużych firm nasiennych, co stwarza potencjalne problemy z bezpieczeństwem żywności .

Co jednak ważne, ryż hybrydowy przyniósł znaczną poprawę wykorzystania gruntów i wody, dostępu do kalorii i jakości życia.

Przyszłe kierunki

W przyszłych badaniach należy poprawić jakość i odporność ziarna na szkodniki i choroby. W porównaniu z wysokowydajnymi odmianami , plony ryżu mieszańcowego są większe dzięki udoskonaleniu zarządzania agronomicznego. Ponadto należy zwiększyć „zdolność linii rodzicielskich do produkcji nasion hybrydowych” oraz „rozwój mieszańców o wyższym potencjale plonowania niż linie wsobne NPT”. W projekcie IRRI-ADB więcej badaczy i pracowników musi być bardziej silnych i profesjonalnych. Firmy nasienne muszą inwestować pieniądze w sprzęt i badania, znajdując najbardziej stabilną drogę do produkcji nasion i potencjalną drogę do rynku. Rząd jest również zachęcany do polerowania polityki lub funduszy, które mogą poprawić lub przyspieszyć badania nad ryżem hybrydowym.

Ponadto uprawa na tarasach powinna być monitorowana pod kątem kruszenia i gromadzenia się problemów z toksycznością gleby, ponieważ nowe badania pokazują, że hybryda ma skłonność do zmiany cyklu uzupełniania wody górskiej poza to, co jest zrównoważone. Proponowane rozwiązania obejmują zwiększenie agroleśnictwa i krzyżowanie starych z nowymi w strategicznych lokalizacjach.

Stan techniki

Od 21 do 22 października 2019 r. ryż hybrydowy trzeciej generacji został po raz pierwszy przetestowany w wiosce Qingzhu w hrabstwie Hengnan , Hengyang , w prowincji Hunan . Plon na mu wynosił 1046,3 kg (około 15 ton z hektara). ^{[ Potrzebne źródło ]} Technologia ryżu hybrydowego trzeciej generacji to genetycznie zmodyfikowana sterylna linia męska jako narzędzie genetyczne, które teoretycznie pozwala wszystkim ryżom znaleźć „drugą połowę”, która im odpowiada i wydać doskonałe potomstwo.

Linki zewnętrzne