Исследовательская группа китайских успешно вывела сорт томатов, оптимизированный для вертикального земледелия, что значительно повысило эффективность производства в этих системах.
Результаты их исследований демонстрируют, как интеграция гомологов генов «зеленой революции» с генами антифлоригена посредством редактирования генома может устранить давние препятствия на пути масштабирования вертикального сельского хозяйства.
Вертикальное фермерство, также известное как системы фабрик растений, сочетает в себе контролируемую среду сельского хозяйства с методами вертикального выращивания, чтобы обеспечить высокоурожайное промышленное производство сельскохозяйственных культур.
Однако эта модель сталкивается со значительными проблемами, включая чрезмерные потребности в энергии и ограниченную доступность сортов сельскохозяйственных культур, оптимизированных для выращивания в закрытых помещениях, что препятствует промышленному расширению систем фабрик растений.
Защищая от климатических колебаний, поддерживая децентрализованное производство продовольствия и предлагая модульное развертывание для реагирования на чрезвычайные ситуации , вертикальное фермерство имеет стратегический потенциал для обеспечения продовольственной безопасности в 21 веке.
Несмотря на обещания, широкомасштабному развертыванию мешают два основных препятствия: высокое потребление энергии и нехватка сортов сельскохозяйственных культур, пригодных для выращивания в закрытых помещениях с экономией пространства.
Большинство традиционных культур, особенно плодоносящие овощи семейства пасленовых, такие как томаты, огурцы и перец, имеют сложные закономерности роста и длительные циклы сбора урожая, что делает их плохо приспособленными к ограниченным условиям земледелия с высокой плотностью посадки.
В результате вертикальные фермы в основном сосредоточены на выращивании быстрорастущей компактной листовой зелени.
Чтобы решить эту проблему ученые объединили гомологи генов Green Revolution GA20ox с генами антифлоригена SP и SP5G, успешно создав молекулярный модуль, призванный произвести революцию в вертикальном земледелии.
Выключение гена томата SlGA20ox1 приводит к перспективной архитектуре растения, подходящей для вертикального земледелия, характеризующейся короткими стеблями и компактным пологом.
При выращивании на коммерческой вертикальной ферме, оснащенной многослойной светодиодной автоматизированной гидропонной системой роста, мутант slga20ox1 экономил занимаемое пространство на 75%, достигая увеличения урожайности плодов на 38-69% при высокой плотности посадки, эффективном использовании пространства и низком потреблении энергии освещения.
Объединив мутации гена SlGA20ox1 с генами SP и SP5G, ученые создали еще более компактную архитектуру растения с ускоренным цветением и синхронизированным созреванием плодов.
В коммерческих вертикальных фермах мутант sp sp5g slga20ox1 сократил занимаемую площадь на 85%, сократил цикл сбора урожая на 16% и увеличил эффективную урожайность на 180%, значительно повысив рентабельность производства.
Поскольку пути гиббереллина и флоригена сохраняются у различных культур, молекулярный модуль, разработанный в этом исследовании с целью произвести революцию в вертикальном земледелии, может быть применим для быстрой адаптации специализированных сортов других пасленовых овощей для вертикального земледелия.
В целом, данное исследование предлагает новое решение для быстрого выведения сортов овощей и фруктов, адаптированных для вертикального земледелия.
Источник: agroxxi.ru
