Dalam beberapa dekade mendatang, untuk menyediakan pangan bagi populasi dunia yang terus bertambah, diperlukan peningkatan produksi tanaman pertanian sebanyak dua kali lipat. Selain jagung, beras, dan gandum, kentang merupakan tanaman pangan yang paling banyak ditanam di dunia. Keunggulannya: harga terjangkau, nilai gizi tinggi, kesesuaian untuk penyimpanan jangka panjang dan hasil tinggi. Ini berfungsi sebagai dasar untuk menyiapkan berbagai hidangan baik di rumah maupun di sistem katering umum, dan juga tetap menjadi bahan baku penting untuk pengolahan.
Namun kentang merupakan tanaman yang sulit dalam banyak parameter ekonomi dan biologis. Penggunaan air yang ekonomis dan kemampuan beradaptasi terhadap iklim dingin dipadukan dengan persyaratan tinggi akan kelonggaran tanah dan tidak adanya batu. Oleh karena itu, sebaran areal budidaya kentang di berbagai wilayah di dunia sangat tidak merata (Gbr. 1).
Gambar 1. Sebaran luas kentang di seluruh dunia (FAO 2016)
Budidaya tanaman secara intensif dengan hasil 40-50 t/ha memerlukan pengendalian aktif terhadap banyak penyakit dan hama, oleh karena itu banyak produk perlindungan tanaman kimia yang digunakan, yang dapat berdampak signifikan terhadap lingkungan. Misalnya, hampir seluruh area penanaman kentang di wilayah AS dengan spesialisasi jangka panjang dan maksimal (Idaho, Washington, North Dakota) dilakukan pengasapan secara berkala. Ini berarti menambahkan sekitar 500 kg/ha obat kuat, seperti natrium metam atau kloropikrin, ke dalam tanah. Tanpa sterilisasi seperti itu, mustahil memperoleh produk berkualitas tinggi di sana, karena tanahnya sangat terkontaminasi. Di negara-negara berkembang, hasil panen per hektar rendah (15-20 t/ha) karena penggunaan bahan sumber berkualitas rendah dan metode budidaya yang kurang optimal. Di peta dunia, Rusia juga termasuk di antara wilayah tersebut (Gbr. 2).
Gambar 2. Distribusi hasil kentang global (t/ha), FAOSTAT, 2014-2016
Namun, kita tidak boleh lupa bahwa data statistik Federasi Rusia masih memperhitungkan hasil kentang di lahan rumah tangga penduduk, yang bagaimanapun juga tidak bisa setinggi di perusahaan pertanian khusus, yang telah lama mencapai tingkat tersebut. 30-40 ton/ha. Itu. Wilayah Rusia dengan tepat tercermin pada peta ini bukan dalam warna oranye, tetapi dalam warna hijau muda atau, dalam kasus ekstrim, kuning.
Menurut perkiraan FAO, luas areal budidaya kentang di masa depan akan meningkat paling besar di Afrika, Amerika Latin, dan Asia Tenggara (Gambar 3).
Gambar 3. Masa depan produksi kentang. Bilah biru – data tahun 2015, oranye – perkiraan tahun 2030, kuning – perkiraan tahun 2050
Luas wilayah di Amerika Utara dan Tiongkok akan tetap pada tingkat yang sama, sedangkan di Eropa akan menurun. Tentu saja perkiraan ini sangat umum. Negara-negara penghasil kentang utama di Eropa, NWEC-05 (Jerman, Perancis, Belanda, Belgia dan Inggris) tidak akan mengurangi, namun hanya akan meningkatkan produksi kentang. Analisis bisnis terperinci mengenai keadaan, kondisi dan peluang untuk pengembangan lebih lanjut industri budidaya kentang di negara-negara tersebut baru-baru ini diterbitkan (Tabel 1).
Tabel 1. Analisis SWOT produksi kentang di negara-negara NWEC-05
Kekuatan: kondisi tanah dan iklim yang sangat menguntungkan untuk menanam kentang, yang menghasilkan hasil kentang tertinggi dalam skala global; petani kentang yang berkualifikasi tinggi dan/atau berpengalaman; mengembangkan rantai pasokan terpadu mulai dari pemuliaan dan produksi benih hingga pasar akhir; industri pengolahan yang berkembang, terutama untuk produksi makanan beku; ketersediaan dan akses terhadap teknologi terkini untuk produksi kentang, perlindungan dan penyimpanan tanaman; penelitian akademis dan komunitas tingkat tinggi untuk mengatasi permasalahan di sektor kentang; ketersediaan layanan dukungan/distribusi kentang di seluruh NWEC-05; kehadiran organisasi kentang internasional seperti Europatat (perdagangan), EUPPA (pengolah) dan NEPG (produsen); jaringan perdagangan yang berkembang dengan baik untuk ekspor produk kentang segar dan olahan.
Kelemahan: Irigasi kentang menghasilkan emisi CO yang lebih tinggi2 dalam hal hasil bahan kering; penggunaan pestisida dalam jumlah besar untuk mengendalikan penyakit/hama/gulma; sistem perakaran dengan efisiensi N yang rendah, menyebabkan biaya N yang tinggi dan risiko pencucian N; persyaratan untuk menggunakan teknologi tingkat tinggi; Punggungan tanah menyebabkan limpasan air dan unsur hara serta erosi pada lahan miring; volatilitas harga kentang yang tinggi dibandingkan dengan kenaikan biaya produksi; kurangnya kerjasama publik tingkat tinggi antar negara untuk bersama-sama menyelesaikan masalah produksi; tantangan ekonomi antar pelaku dalam rantai nilai kentang; citra buruk sektor kentang di media.
Возможности: teknologi pemuliaan baru untuk mempercepat penciptaan varietas; pengembangan pertanian presisi dan penginderaan jauh; pengembangan produk biokontrol untuk memerangi penyakit kentang, hama, dan gulma; pengembangan alternatif mekanis terhadap pestisida kimia untuk pengendalian penyakit/hama/gulma; potensi perluasan kerjasama produksi berbagai jenis kentang dalam kerangka NWEC-05; meningkatnya permintaan terhadap produksi kentang organik; perubahan iklim menyebabkan musim tanam menjadi lebih panjang dan laju pertumbuhan serta hasil panen menjadi lebih tinggi; meningkatkan saluran penjualan kentang jangka pendek; meningkatnya permintaan akan pengetahuan, bibit umbi-umbian, produk kentang di negara-negara berkembang.
Ancaman: pengurangan konsumsi kentang di Eropa; masalah penyakit dan hama baru; permasalahan perlindungan tanaman dan umbi akibat pelarangan bahan aktif; perubahan iklim dan kejadian cuaca ekstrem; dampak intensifikasi produksi kentang terhadap kesuburan dan kesehatan tanah secara global (evolusi penyakit/hama, limpasan air, erosi tanah, pemadatan tanah); di beberapa wilayah (F, D, Inggris) irigasi diperlukan untuk mempertahankan atau mencapai hasil yang lebih tinggi; posisi lobi atau pemasaran yang tidak rasional mengenai praktik yang berkembang (misalnya kampanye Tanpa Residu yang menentang peraturan batas maksimum residu); perkembangan pengolahan kentang yang berlebihan.
Rusia memiliki segala kondisi dan peluang untuk menjadi produsen terkemuka kentang komersial dan produk kentang berkualitas tinggi dalam skala global. Hanya sebagian besar ciri khas yang kuat dari budidaya kentang Eropa yang masih merupakan ciri kelemahan budidaya kentang Rusia. Industri penanaman kentang komersial di Federasi Rusia baru saja terbentuk dan telah mencapai luas 300 ribu hektar dan volume produksi sekitar 8 juta ton (jumlah kentang komersial yang sama diproduksi di Belanda). Negara ini kurang memiliki stabilitas dan banyak lembaga yang berfungsi dan mendukung seperti yang tercantum pada Tabel 1. Namun terdapat keuntungan yang tidak dapat disangkal dalam hal produksi skala besar, tingkat penggunaan pestisida yang rendah (fumigasi tanah, misalnya, tidak digunakan sama sekali), biologisisasi, dan iklim musim dingin yang keras membantu mengendalikan masalah fitosanitasi. Tren kenaikan suhu dan kekeringan yang sama, memburuknya situasi infeksi, yang paling banyak diderita oleh para petani kentang di Eropa Barat, yang memaksa mereka untuk memindahkan, misalnya, produksi benih kentang ke wilayah lain, secara umum harus dinilai sebagai perubahan iklim yang positif bagi kentang tumbuh di seluruh Rusia. Jelas bahwa menanam kentang untuk pasar musiman di wilayah selatan menjadi semakin sulit, namun kentang dapat dipindahkan secara konsisten ke wilayah yang lebih utara.
Pada saat yang sama, hanya tingkat pertumbuhan kentang Rusia yang menjanjikan yang akan secara konsisten kompetitif dibandingkan dengan pertumbuhan kentang di Eropa Barat dan Amerika, serta dengan latar belakang produksi tanaman pangan utama lainnya (gandum, beras, jagung). , dan akan memungkinkan diperolehnya hasil yang tinggi dalam berbagai kondisi tanah dan iklim. Tantangan utama di masa depan adalah menghasilkan lebih banyak produk dengan sumber daya yang sama atau lebih sedikit dan dengan limbah yang lebih sedikit. Cadangan dan prospek Federasi Rusia dalam hal ini sangat besar. Segera setelah sumber daya alam negara tersebut mulai digunakan untuk kepentingan mengembangkan perekonomiannya, produksi kentang di Rusia akan menjadi kompetitif secara konsisten, jauh lebih menguntungkan dan menguntungkan dibandingkan di wilayah lain di dunia. Namun untuk itu bahan bakar, listrik, gas, logam dan pupuk perlu dipasok ke pasar domestik dengan harga domestik yang cukup dan tidak menghambat perkembangan sektor perekonomian lainnya. Bensin Iran di Iran berharga 10 rubel/liter (tentu saja dalam hal konversi), dan harga kalium klorida Belarusia 60% di Republik Belarus pada musim semi tahun ini adalah 6 rubel/t, sedangkan harga bensin Rusia di Rusia Federasi adalah 000 rubel/t.
Gambaran singkat mengenai kondisi pertumbuhan kentang global diberikan secara khusus karena hasil produksi kentang (P) ditentukan oleh produk: P = G × E × M × S, dimana G adalah genotipe atau varietas, E adalah tanah dan kondisi iklim, M adalah manajemen atau tingkat teknologi dan S – lingkungan makroekonomi. Kondisi tanah dan iklim yang mendukung sangat penting untuk memanfaatkan potensi varietas, inovasi teknologi baru, dan berkontribusi terhadap kemakmuran sektor kentang lokal. Pengembangan jasa keuangan dan non-keuangan (suku bunga pinjaman, sewa guna usaha, asuransi, subsidi anggaran untuk produksi dan infrastruktur, dll.) juga merupakan komponen kunci untuk memastikan efisiensi industri (Gbr. 4).
Menggambar. 4. Hasil (P) sistem pertanian pangan kentang pedesaan dan industri berdasarkan pengaruh diferensial genotipe (G), lingkungan (E), faktor pengelolaan (M) dan kebutuhan dan layanan masyarakat (S)
Mengembangbiakkan atau menciptakan varietas kentang baru – merupakan faktor penting dalam produksi kentang yang efektif, yang hanya akan meningkatkan pentingnya kentang di masa depan. Berkat penguraian genom kentang dan kemampuan teknologi pemuliaan baru, kentang tampaknya menjadi cadangan nomor satu untuk pengembangan lebih lanjut penanaman kentang. Pengaruh hasil seleksi arah utama terhadap peningkatan efisiensi budidaya kentang disajikan secara singkat pada Tabel 2.
Tabel 2. Pengaruh arah pemuliaan terhadap peningkatan efisiensi produksi kentang
Pilihan penelitian utama untuk meningkatkan efisiensi sistem produksi kentang | Aspek ketahanan pangan | ||||||
Kontribusi terhadap intensifikasi produksi | Pendapatan petani | Efisiensi produksi kalori dan nutrisi | Mengurangi dampak lingkungan | ||||
Efisiensi air | Efisiensi penggunaan lahan | Efisiensi penggunaan nitrogen dan fosfor | Efisiensi penggunaan pestisida | ||||
Seleksi dan pemuliaan varietas (G - genotipe) | |||||||
Potensi hasil tinggi | ** | *** | *** | Netral/Negatif | *** | ** | - |
Resistensi patogen | - | *** | * | *** | ** | ** | *** |
Ketahanan terhadap kekeringan/panas/salinitas | *** | *** | * | - | ** | ** | * |
Hal dewasa sebelum waktunya | *** | *** | *** | ** | *** | *** | *** |
Biofortifikasi (misalnya besi dan seng) | - | - | - | - | * | ** | - |
Varietas hibrida sejati F1 dan TPS, pengeditan gen | *** | *** | *** | *** | ** | *** | *** |
Produksi benih kentang (M - Manajemen) | |||||||
Produksi dan distribusi benih berkualitas tinggi | - | ** | * | * | *** | * | Netral/negatif. |
Pemuliaan kentang bertujuan untuk mencapai tujuan yang kompleks dan sulit untuk digabungkan. Menggabungkan toleransi terhadap stres dan penyerapan nutrisi yang efisien menjadi prioritas untuk merespons perubahan iklim dengan lebih baik. Genotipe yang tahan terhadap virus, nematoda, penyakit layu bakteri, dan cekaman abiotik yang lebih luas seperti kondisi panas, kekeringan, dan salinitas dapat meningkatkan produktivitas dan memperluas produksi kentang ke wilayah baru. Mengembangkan varietas awal dan unggul yang tahan terhadap P. infestans telah menjadi tujuan pemuliaan kentang sejak lama. Resistensi terhadap penyakit baru-baru ini menjadi tujuan utama program pemuliaan Uni Eropa, ketika lobi lingkungan hidup mencapai pembatasan penggunaan pestisida dan pupuk mineral, serta larangan langsung terhadap penggunaan banyak bahan kimia aktif yang umum dan sulit digantikan. . Biofortifikasi genetik (meningkatkan nilai gizi) dapat membantu mengatasi defisiensi mikronutrien dalam makanan manusia dan mempertahankan tingkat konsumsi umbi-umbian yang lebih bergizi.
Semua keberhasilan yang hampir terkonfirmasi dan diinginkan dalam pemuliaan kentang didasarkan pada hibridisasi, yaitu. menyilangkan pasangan induk terpilih. Integrasi dan kombinasi yang sukses dari karakteristik genetik orang tua pada keturunannya sangat jarang dicapai karena genetika tetraploid dari kentang yang dibudidayakan. Selain itu, keempat set kromosom berbeda dalam komposisi gen. Oleh karena itu, keberhasilan program pemuliaan kentang didasarkan pada bahan sumber dalam jumlah besar (setidaknya 100 ribu genotipe) dan proses pemilihan dan evaluasi varietas terbaik dalam jangka panjang (setidaknya 10 tahun). Efisiensi seleksi klasik tidak melebihi 0,01%. Terdapat banyak harapan untuk meningkatkan kecepatan dan efisiensi pemuliaan melalui penggunaan hibridisasi jarak jauh, mutagenesis, seleksi sel, hibridisasi somatik, penandaan sifat, dan lain-lain, namun semua metode ini tidak menghasilkan varietas kentang yang sukses. Saat ini, teknologi penyuntingan genom sedang diuji secara aktif, dan para ilmuwan Belanda telah memulai strategi pemuliaan kentang untuk produksi dan penggunaan benih botani hibrida (Tabel 3).
Tabel 3. Teknologi pembuatan varietas kentang
Teknologi pembuatan varietas kentang
Bagaimana cara kerjanya? | Meningkatkan kualitas kentang | Menjual benih | Perlindungan hak-hak Eropa | Hak dagang | |||
Сорт | proses | ||||||
Seleksi tradisional | Varietas baru dikembangkan dengan menyilangkan varietas yang sudah ada, diikuti dengan penelitian pemuliaan selama bertahun-tahun. | Pengenalan karakteristik baru membutuhkan waktu setidaknya 10 tahun. | Tidak layak untuk dijual karena setiap umbi mempunyai ciri khas masing-masing. | Para peternak benar, biaya untuk pengembang: puluhan ribu euro. Para pemulia dapat mengajukan hak paten atas sifat-sifat tanaman baru. | Persilangan varietas adalah proses alami dan tidak tunduk pada undang-undang paten GMO UE. | Inspektorat Jenderal Belanda mengklasifikasikan benih kentang ke dalam kelas mutu. Setiap negara memiliki persyaratan kesehatan tanaman kentang benihnya masing-masing. | |
Seleksi hibrida | Varietas baru dikembangkan lebih cepat melalui persilangan galur induk murni yang hanya memiliki satu varian gen untuk semua gen, yang dilanjutkan dengan penelitian bertahun-tahun. | Mereka menjanjikan fitur-fitur baru bisa diperkenalkan dalam waktu kurang dari lima tahun. Namun, pertama-tama perlu untuk mendapatkan garis-garis yang sesuai dengan fitur-fitur yang sesuai. | Ya, bibit kentang dari galur induk murni mempunyai ciri-ciri yang seragam dan bisa dijadikan bahan tanam. | Para peternak benar, biaya untuk pengembang: puluhan ribu euro. Para pemulia dapat mengajukan hak paten atas sifat-sifat tanaman baru. | Persilangan varietas adalah proses alami dan tidak tunduk pada undang-undang paten GMO UE. | Peraturan mengenai benih kentang bersertifikat masih terus dikembangkan. Banyak negara yang belum memiliki peraturan apa pun. | |
Modifikasi genetik termasuk CRISPR-cas9 | Modifikasi varietas yang ada melalui intervensi aktif pada materi genetik, diikuti dengan penelitian bertahun-tahun mengenai sifat dan stabilitas. | Sekalipun perusakan DNA hanya memerlukan waktu beberapa hari, seluruh proses mulai dari identifikasi gen hingga penelitian lapangan membutuhkan waktu lebih lama. Proyek DuRPH, di mana varietas yang ada diberi ketahanan ganda terhadap penyakit busuk daun kentang, memakan waktu total 10 tahun. | Tidak layak untuk dijual karena setiap umbi mempunyai ciri khas masing-masing. | Tunduk pada peraturan GMO UE. Agar suatu varietas disetujui untuk digunakan, pengembang harus menunjukkan keamanan produk. Biaya: juta euro. Para pemulia dapat mengajukan hak paten atas sifat-sifat tanaman baru. | Modifikasi genetik bukanlah proses alami dan dapat dikenakan permohonan paten. | Inspektorat Jenderal Belanda mengklasifikasikan benih kentang ke dalam kelas mutu. Setiap negara memiliki persyaratan kesehatan tanaman kentang benihnya masing-masing. |
* Hak pemulia dapat diklaim apabila varietasnya baru, berbeda, seragam dan stabil. Dengan hak pemulia, ilmuwan mempunyai hak eksklusif untuk menjual benih kentang dan benih (asli) (Louwaars et al., 2009)
Memperoleh benih tumbuhan dari persilangan merupakan tahap pertama dalam pemuliaan klasik. Selanjutnya umbi-umbian diperoleh dari bijinya, dan varietas kentang dipelihara dan diperbanyak secara eksklusif dalam bentuk umbi-umbian. Namun para peternak Belanda bermaksud untuk memasukkan kentang ke dalam kategori tanaman berbiji agar kentang dapat ditanam dengan cara yang sama seperti tanaman sayuran lain yang tersebar luas (wortel, kubis, bawang bombay, bit), yaitu. dari benih tumbuhan, dan benih tersebut mempunyai semua ciri-ciri F1. Dalam hal ini, terdapat beberapa ambiguitas dalam istilah “kentang hibrida”. Semua varietas juga merupakan hibrida, oleh karena itu telah diperkenalkan sebutan tambahan F1 dan TPS untuk benih kentang botani = bahan benih. Ide bisnis besar ini dirancang untuk memastikan bahwa Belanda mempertahankan status dan pendapatannya sebagai pemimpin dunia dalam produksi benih kentang jika pemanasan iklim lebih lanjut tidak memungkinkan budidaya benih umbi-umbian berkualitas tinggi.
Prospek hibrida F1 (TPS) pemuliaan kentang masih sangat tidak pasti. Keyakinan awal para startup pada tahun 2015-2016 untuk memproduksi kombinasi makanan bertaraf meja komersial dalam waktu dua hingga tiga tahun perlahan-lahan berubah menjadi janji untuk menciptakan produk hibrida bertepung tinggi pertama pada tahun 2028. Spesifikasi tujuan menciptakan hibrida bertepung bukanlah suatu kebetulan - untuk kentang tersebut tidak ada persyaratan untuk keseragaman bentuk, kedalaman mata, karakter kulit, kematangan awal dan banyak karakteristik dan sifat lain yang harus dimiliki kentang meja modern. Sangat sulit untuk mencapai keseragaman benih botani kentang budidaya tetraploid dalam semua gen, dan karenanya, dalam karakteristik dan sifat, tetapi hal ini belum mungkin dilakukan. Bukan tanpa alasan bahwa dalam pemuliaan klasik, satu benih dari buah kentang merupakan genotipe yang unik dan berpotensi menjadi varietas masa depan yang terpisah, sedangkan benih lain dari buah beri yang sama dapat menjadi varietas yang berbeda, sama sekali berbeda dari yang pertama. Seperti yang diharapkan, pihak pertama yang mencapai kesuksesan nyata dalam menciptakan kentang meja hibrida bukanlah perusahaan kentang, melainkan perusahaan pemuliaan sayuran dengan kualifikasi tinggi dan pengalaman luas dalam pemuliaan hibrida. Peternak Bejo menghabiskan waktu lebih dari 15 tahun untuk menciptakan varietas kentang hibrida tetraploid pertama, Oliver F1, yang telah diproduksi dan tersedia di pasar global sejak tahun 2020.
Sementara itu, upaya komersialisasi benih tumbuhan berlangsung cukup dinamis, dengan investasi sumber daya keuangan yang besar di dalamnya. Kentang hibrida telah mencapai status ikon nasional di Belanda, dan metode pembiakannya dilindungi oleh paten UE. Semua pasar tradisional untuk benih kentang Belanda sudah mulai mengadopsi benih tumbuhan sejak dini. Pertama-tama, di negara-negara Afrika, Asia Tengah dan Tenggara - seminar, presentasi, demonstrasi penanaman. Dinyatakan bahwa benih umbi-umbian sudah ketinggalan zaman, dan benih tumbuhan adalah masa depan industri kentang dunia. Dan alih-alih menggunakan 2-3 t/ha bahan tanam, yang bisa dilakukan hanya dengan 30 g/ha (tidak ada fakta bahwa benih harus ditanam menggunakan teknologi pembibitan, menggunakan tenaga kerja manual). Ini adalah strategi negara dan program yang sistematis dan sistematis yang menghubungkan semua struktur komersial dan pemerintah.
Ternyata, benih kentang botani sudah diuji secara tidak resmi di Rusia. Benih heterosis botani adalah produk khusus tetapi sangat mahal. Pembeli utamanya, seperti diperkirakan, adalah para petani kecil di negara berkembang dan berpenduduk padat yang menanam kentang dengan tangan dan, dengan segala hormat, dianggap kaya dan inovatif. Sangat penting bagi para pengembang teknologi pemuliaan ini untuk memasukkan petani kentang Rusia, yang murah hati dan saat ini membayar dua kali lipat dari orang Eropa sendiri, untuk benih kentang Eropa, di antara konsumen benih F1.
Pengenalan teknologi penyuntingan genom kentang – cara lain yang menjanjikan untuk mencapai manfaat kentang di masa depan. Pengeditan genom adalah penambahan, penghapusan, penggantian, dan translokasi bagian DNA alami suatu organisme yang ditargetkan dan disengaja. Metode ini didasarkan pada pengetahuan dan pemahaman tentang peran dan fungsi gen tertentu. Ketika pengetahuan tersebut tersedia dan sifat yang diinginkan dapat dicapai melalui modifikasi yang ditargetkan, pengeditan genom menjadi cara yang lebih efisien untuk melakukan perubahan dibandingkan dengan teknologi pemuliaan lainnya. Akumulasi tingkat pengetahuan genetika memungkinkan Anda mengedit varietas kentang.
Metode pengeditan telah dikembangkan dan semakin banyak digunakan selama beberapa tahun terakhir untuk membuat modifikasi genom tanaman secara tepat dan dapat diprediksi tanpa menambahkan DNA asing. Teknik CRISPR/Cas9 telah terbukti lebih efisien dibandingkan sistem enzim lainnya (zinc finger nucleases (ZFNs), transkripsi activator-like effector nucleases (TALENs), dan meganucleases (MNs). CRISPR-Cas saat ini merupakan genom alat yang paling banyak digunakan. pengeditan dan telah diadopsi dalam penelitian dan pengembangan pemuliaan di seluruh dunia, pengeditan genom dapat memperbaiki varietas yang berkinerja buruk atau bermasalah tanpa memasukkan informasi genetik asing atau tambahan dalam bentuk DNA, sehingga memungkinkan modifikasi yang tepat dan dapat diprediksi dilakukan langsung ke dalam genom yang sudah dibuat. Inilah perbedaan mendasar antara penyuntingan genom tanaman pangan dan transgenosisnya, yaitu penambahan gen asing yang ditargetkan ke dalam genom. Organisme transgenik mudah dideteksi karena transgenosis menciptakan serangkaian gen yang baru, unik, dan tidak lazim.
Perubahan genetik yang dilakukan dengan menggunakan teknologi CRISPR-Cas tidak berbeda dengan perubahan yang terjadi secara alami atau akibat pemuliaan konvensional. Artinya, tanpa pengetahuan sebelumnya, mustahil untuk menentukan apakah suatu perubahan genetik merupakan akibat dari penyuntingan genom. Begitu produk yang telah diedit genomnya keluar dari laboratorium, maka akan sulit untuk mengendalikan penyebarannya lebih lanjut. Fitur inilah yang saat ini secara signifikan menghambat komersialisasi varietas yang diedit - prosedur genetik mahal dan memerlukan penggantian biaya saat menggunakan efek yang dihasilkan; pengembang mencari peluang untuk perlindungan paten atas produk pengeditan.
Pengeditan genom telah diterapkan pada berbagai jenis tanaman dan sifat, dan varietas pertama telah diperkenalkan ke dalam produksi pertanian di Amerika Serikat dan Jepang. Laporan perubahan lebih dari 60 spesies tumbuhan telah dipublikasikan dalam literatur ilmiah. Contoh spesifik dari genom yang diedit meliputi: pisang - penghapusan virus urat pisang; beras berbunga awal dengan komposisi minyak yang dimodifikasi; nasi yang diperkaya karotenoid; selentingan tahan terhadap penyakit jamur; kedelai dengan kandungan minyak dan protein yang tinggi; stroberi yang mekar berkali-kali; jagung dengan hasil yang meningkat di bawah tekanan kekeringan; mustard dengan rasa yang lebih baik dengan kandungan likopen yang tinggi dari amilopektin tomat; kentang tinggi GABA; kentang tanpa glikoalkaloid dan banyak lainnya.
Saat ini, budidaya tanaman genomik diatur secara berbeda di seluruh dunia. Di Amerika, serta Tiongkok, Australia, India, dan Jepang, budidaya varietas yang telah diedit genomnya tidak tunduk pada undang-undang organisme hasil rekayasa genetika (GMO). Di UE, pengeditan genom diakui sebagai salah satu jenis GMO dan dilarang pada tahun 2016, namun penggunaan teknologi ini tidak berhenti satu hari pun, laboratorium segera dipindahkan ke negara lain. Keberhasilan penerapan metode ini di seluruh dunia dan diskusi mengenai topik ini yang diselenggarakan oleh bisnis pemuliaan dan benih menyebabkan pencabutan larangan UE terhadap pengeditan genom pada tahun 2023.
Dengan latar belakang kemajuan signifikan dalam teknologi pemuliaan yang terjadi di dunia, situasi kita adalah sebagai berikut:
- Pengeditan genom di Federasi Rusia diklasifikasikan sebagai GMO, penggunaan teknologi ini telah dilarang sejak 2016. Dan tidak ada diskusi mengenai hal ini dalam bisnis pemuliaan dan perbenihan serta komunitas ilmiah. Namun, dunia dengan cepat (lebih lambat di UE) menilai peluang baru dan mencabut pembatasan. Penolakan terhadap teknologi pemuliaan baru hanya akan menyebabkan semakin tertinggalnya kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi.
- Penciptaan hibrida F1 kentang secara teori merupakan tujuan yang sangat menarik dan menggiurkan, namun benih tumbuhan kemungkinan tidak akan digunakan secara luas dalam penanaman kentang di Federasi Rusia, karena kembali dari tingkat produksi skala besar yang sepenuhnya mekanis ke penanaman bibit dengan penggunaan tenaga kerja manual yang tak terelakkan adalah tidak masuk akal. dan tidak rasional. Untuk secara radikal mengurangi tingkat variasi parameter morfologi dan ekonomi-biologis benih botani hibrida, transisi ke tingkat diploid dan perkawinan sedarah berulang dari bentuk induk dilakukan. Persilangan hibrida yang berhasil memerlukan galur inbrida yang subur, kuat, dan homozigot. Masalah perolehan benih heterotik dengan hasil tinggi harus diselesaikan secara mekanis, tanpa menggunakan penyerbukan manual, yaitu dengan penyerbukan secara manual. cara yang sama seperti yang dilakukan pada tanaman pertanian lainnya (jagung, bunga matahari, gula bit, sayuran). Ini berarti perlunya menggunakan alat genetik seperti sterilitas sitoplasma laki-laki, kesesuaian diri dan ketidakcocokan diri, dan memastikan kesuburan yang tinggi. Dan jika tentang perkawinan sedarah, introgresi sifat, penilaian heterosis bahan sumber, dll. Dalam aspek metodologi tambahan, publikasi ilmiah merupakan aliran yang berkesinambungan, namun dalam hal teknologi produksi TPS volume komersial, tidak ada satu pun. Karena ini adalah bidang pengetahuan yang akan memberikan pengembalian dana di masa depan yang diinvestasikan dalam pengembangan dan penguasaan teknologi ini. Mendapatkan benih kentang heterotik dengan hasil tinggi tidak sama dengan mendapatkan umbi bibit dengan hasil tinggi. Investasi yang dibutuhkan dalam pengembangan heterosis kentang sangat besar sehingga hanya sedikit perusahaan pembibitan di seluruh dunia yang mampu membiayainya. Belum ada hal seperti itu di Federasi Rusia.
- Pemuliaan kentang secara tradisional di Rusia berada dalam tahap yang dapat digambarkan sebagai periode kebangkitan potensial. Kehadiran beberapa ratus varietas Rusia dalam daftar negara tidak boleh menyesatkan, karena efektivitas dan tingkat seleksi dinilai dari volume seleksi tahap kedua - produksi benih, yang sering disebut seleksi pendukung. Volume produksi benih adalah luas areal budidaya varietas yang proporsinya terhadap total produksi menunjukkan efektifitas dan daya saing usaha pemuliaan. Karena kurangnya produksi benih, sebagian besar varietas Rusia yang dibuat sebelumnya harus dikeluarkan dari daftar dan dilupakan begitu saja. Peraturan yang diadopsi saat ini tentang daftar varietas Federasi Rusia mengatur hal ini: jika tidak ada produksi benih selama dua tahun terakhir, varietas tersebut harus dikeluarkan dari daftar.
Kebangkitan kembali peternakan kentang di Rusia, serta banyak tanaman pertanian lainnya, mungkin terjadi beberapa tahun yang lalu, setelah periode dua puluh tahun Rusia menjadi pasar terbesar untuk segala hal, termasuk benih dari perusahaan pembibitan dan benih asing. Degradasi tersebut didasarkan pada jaminan dari mitra asing dan harapan naif akan kemungkinan kerja sama yang setara, kata mereka, kini petani Rusia akan dapat memanfaatkan pencapaian terbaik dari seleksi dunia. Sistem produksi benih yang direncanakan dibiarkan mengambang untuk kelangsungan hidup sendiri dan dengan cepat runtuh. Lembaga-lembaga penelitian, tempat pekerjaan seleksi sedang dan sedang dilakukan, segera melepaskan diri dari format usaha pemuliaan dan produksi benih - dari perusahaan swasta yang bergerak di bidang produksi benih yang sebenarnya. Pada awal tahun 2000, volume produksi benih kentang dalam negeri menjadi minim. Dan seleksi asing benar-benar datang, dan segera dalam bentuk benih dalam jumlah yang sangat besar, yang dibutuhkan oleh perusahaan-perusahaan besar penghasil kentang dalam format baru. Pangsa varietas asing di lahan Rusia meningkat tajam, bukan karena varietas Rusia lebih rendah kualitasnya, namun karena perusahaan pemuliaan Eropa mampu memasok benih dalam jumlah tak terbatas. Untuk waktu yang cukup lama semuanya baik-baik saja - bahan benih impor dipasok dalam jumlah tidak terbatas, dengan harga terjangkau dan kualitas yang dapat diterima, perusahaan pemuliaan asing mengeluarkan izin dan meluncurkan produksi benih elit dan reproduktif dari varietas mereka di dalam negeri.
Dan “kesetaraan” dalam bidang seleksi dengan cepat menghilang seiring melemahnya produksi Rusia. Harga benih kentang impor telah meningkat dan kualitasnya mulai menurun secara signifikan. Namun setelah tahap pertama sanksi anti-Rusia pada tahun 2014, barulah muncul pemahaman di tingkat negara tentang risiko besar ketergantungan sepenuhnya pada seleksi asing. Pada tahun 2016, Presiden Federasi Rusia memerintahkan pengembangan program untuk mendukung seleksi dan produksi benih kentang Rusia (FNTP) guna meningkatkan volume produksi dan meningkatkan kualitas benih kentang guna menghilangkan ketergantungan pada impor. Lalu mengapa kita menggunakan istilah “masa potensi kebangkitan” dan bukan masa kelahiran kembali? Namun karena dalam praktiknya dukungan diberikan secara ambigu.
Menurut pendapat kami, masuk akal untuk mengarahkan langkah-langkah utama dan volume pendanaan (setidaknya 50%) FSTP untuk merangsang peningkatan langsung dalam volume produksi benih kentang dan meningkatkan kualitasnya. Langkah-langkah tersebut meliputi:
– mensubsidi harga jual bahan benih varietas baru Rusia di semua kategori;
– mensubsidi akuisisi oleh perusahaan-perusahaan yang terlibat dalam dan meningkatkan volume produksi benih dengan dominasi varietas baru Rusia, alat produksi khusus, modernisasi dan pembangunan fasilitas penyimpanan;
– pengorganisasian dan penyediaan infrastruktur untuk wilayah khusus kategori “Kelas Tinggi” di wilayah utara Federasi Rusia untuk produksi benih kentang berkualitas tinggi dengan kualitas terbaik untuk pasar domestik dan ekspor;
– merangsang produksi peralatan pelindung bahan kimia dalam negeri;
– merangsang produksi peralatan khusus untuk produksi benih kentang.
Sifat sistemik dan penyatuan semua kekuatan dan sumber daya negara untuk memecahkan masalah-masalah yang benar-benar mendesak bagi industri dan mencapai kemajuan yang signifikan dalam produksi benih dan budidaya varietas seleksi Rusia belum terlihat. Perusahaan pembiakan asing sangat tertarik untuk memastikan bahwa waktu dan uang terbuang percuma, namun tidak ada perbaikan signifikan dalam seleksi Rusia. Mereka tidak ingin kehilangan pasar penjualan yang begitu luas dan tidak menuntut.
Apakah mungkin untuk menjamin daya saing pemuliaan kentang Rusia dalam situasi makroekonomi saat ini? Ya, ada, tetapi hanya berdasarkan kemampuan masing-masing perusahaan. Untuk itu perlu dilakukan pemanfaatan dan pengendalian secara simultan beberapa komponen yang mempunyai daya saing tinggi:
Pertama: menciptakan varietas tingkat (dunia) tertinggi, untungnya ada sesuatu dan seseorang untuk dibandingkan dan bersaing. Pemilihan kentang berkualitas tinggi, termasuk kentang pendukung, untuk dan dalam kondisi lokal selalu menang, jika hanya karena kentang merupakan produk yang berat dan sulit untuk diangkut.
Yang kedua: penggunaan format perusahaan pemuliaan dan produksi benih merupakan faktor dan syarat terpenting untuk memastikan daya saing pemuliaan kentang di Federasi Rusia. Di negara maju, perusahaan pemuliaan terlibat dalam produksi benih, mengontrol produksi benih dengan segala cara dan menganggapnya sebagai hasil seleksi. Seleksi terpisah dan produksi benih terpisah merupakan pilihan yang sia-sia.
Ketiga: bekerja di tingkat global yang modern, memanfaatkan sepenuhnya semua faktor daya saing di bidang ini: spesialisasi; kondisi tanah dan iklim yang optimal; dilengkapi dengan bahan khusus dan basis teknis paling modern; spesialis berkualifikasi tinggi; kepatuhan terhadap persyaratan dan peraturan organisasi, metodologi dan teknologi wajib.
Keempat: mengendalikan dan menghindari risiko dalam pekerjaan (musim tanam yang pendek; suhu udara dan tanah yang tinggi; kurangnya kelembaban; irigasi; impor bahan umbi-umbian; kombinasi produksi benih dan penanaman kentang komersial).
Kelima: memastikan tingkat kualitas tertinggi dari bahan benih yang dihasilkan (artinya varietas, indikator penaburan dan sifat hasil). Kualitas benih dan sifat hasil adalah cadangan kemajuan paling signifikan bagi perusahaan pemuliaan Rusia.
Sebagai kesimpulan, kami menekankan bahwa kita dapat berbicara tentang daya saing di pasar domestik Federasi Rusia dan implementasi nyata dari serangkaian tindakan yang diperlukan untuk mengembangkan dan mendukung perekonomian domestik.
Sergey Banadysev, doktor pertanian. Sains, LLC "DJP",
Elena Shanina, doktor pertanian. Sains, Institut Penelitian Pertanian Ural