Makroprojekat br. 31005

 

Informacije o makroprojektu:
  • Naziv makroprojekta:
    SAVREMENI BIOTEHNOLOŠKI PRISTUP REŠAVANJU PROBLEMA SUŠE U POLJOPRIVREDI
  • Rukovodilac makroprojekta: prof. dr RADMILA STIKIĆ
  • Program: tehničko-tehnološki razvoj
  • Evidencioni broj: 31005
  • Broj potprojekata: 3
  • Istraživači

Potprojekat 1: Unapređenje otpornosti na sušu važnijih ratarskih i povrtarskih kultura primenom savremenih biotehnoloških metoda

Potprojekat 2: Unapređenje metoda redukovanog navodnjavanja u cilju povećanja efikasnosti korišćenja vode gajenih biljaka i kvaliteta proizvoda

Potprojekat 3: Ekonomske posledice suše na poljoprivrednu proizvodnju i konkurentnost proizvoda na tržištu

Apstrakt:
Poljoprivreda u Srbiji je već ugrožena sušom a prognoze su dalje povećanje temperature i aridnosti. Projekat uvodi multidisciplinarni pristup i savremene biotehnologije u ispitivanja efekata suše i njenih ekonomskih posledica. Istraživanja potprojekta 1 (Unapređenje otpornosti na sušu važnijih ratarskih i povrtarskih kultura primenom savremenih biotehnoloških metoda) će integrisati aspekte najsavremenijih biotehnoloških metoda (proteomike, fenomike, funkcionalne genomike, molekularnih markera) i konvencionalne selekcije da bi se unapredila otpornost prema suši pšenice i paradajza i stvorile otporne sorte. U okviru potprojekta 2 (Unapređenje metoda redukovanog navodnjavanja u cilju povećanja efikasnosti korišćenja vode gajenih biljaka i kvaliteta proizvoda) planirano je da se unapredi korišćenja metoda deficita navodnjavanja kod krompira i paradajza i uvedu biološke metode za normiranje navodnjavanja. Potprojekat 3 (Ekonomske posledice suše na poljoprivrednu proizvodnju i konkurentnost proizvoda na tržištu) će ispitivati ekonomske posledice suše na poljoprivrednu proizvodnju, vršiti procenu ekonomskih efekata ulaganja u razvoj novih sorti, alternativnih kultura i novih tehnologija navodnjavanja. Ovi podaci, zajedno sa drugim će se koristiti i za pravljenje GIS baze podataka i mape sušom ugroženih područja. Projekat je zasnovan na ekspertizi i međunarodnoj saradnji ostvarenoj kroz realizaciju 3 FP6 i pripremu 3 FP7 projekata. Nastavak međunarodne saradnje sa 3 EU institucije je planiran u projektu.

Ključne reči: poljoprivredna suša, selekcija, redukovano navodnjavanje, ekonomija

Opis projekta

Projekat ima za cilj da multidisciplinarnim pristupom predloži tehnologije kojima će se povećati otpornost na sušu i efikasnost korišćenja vode važnijih ratarskih i povrtarskih poljoprivrednih kultura. Baziran je na međunarodnoj saradnji iz nekoliko evropskih projekata i podeljen na 3 potprojekta.

Istraživanja potprojekta 1 (Unapređenje otpornosti na sušu važnijih ratarskih i povrtarskih kultura primenom savremenih biotehnoloških metoda) će integrisati aspekte najsavremenijih biotehnoloških metoda (proteomika, fenomike, funkcionalne genomike) i konvencionalne selekcije da bi se unapredila otpornost prema suši i visokim temperaturama pšenice i paradajza. Planirano je više selekcionih programa. Cilj prvog je da se obavi molekularna karakterizacija postojećeg selekcionog materijala hlebne pšenice markerima u regionima hromozoma koji nose QTL-ove za prinos i da se primeni marker-asistirana selekcija. Linije nastale ukrštanjem na bazi alelne varijacije na lokusima za kvantitativne osobine (QTLs) kao što su prinos i komponente prinosa, trenutno su u procesu selekcije u Institutu za kukuruz (IK) i biće tokom projekta prevedene u F7 generaciju i okarakterisane pomoću molekularnih markera (sa Newcastle Univerzitetom). Linije će se gajiti u IK sa ciljem da se ispitaju anatomija lista i stabla i remobilizacija ugljenih hidrata i njihov značaj za korišćenje asimilata kod biljaka izloženih suši. Uporedo će se odvijati i program klasične selekcije elitnih linija u cilju stvaranja otpornih sorti pšenice na sušu.

U selekcionom programu durum pšenice primeniće se molekularni markeri za praćenje introdukcije stranog hromatina u genom durum pšenice (saradnja sa partnerom iz Italije). Linije durum pšenice sa introdukovanim 7Ag segmentom iz Thinopyrum ponticum u hromozomu 7A (nosi QTL za visok sadržaj žutog pigmenta i prinos), biće ukrštene sa postojećim elitnim linijama durum pšenice stvorenim u IK da bi se dobile poboljšane linije. Kao i kod pšenice koristiće se i klasična selekcija da bi se stvorila sorta i linije durum pšenice otporne na sušu.

Selekcioni program kod paradajza ima za cilj stvaranje genotipova poboljšane otpornosti prema suši. U saradnji sa partnerom iz Francuske, proteomik analiza će ukazati na gene indukovane stresom suše čija će se ekspresija pratiti kod 20 sorti paradajza. Tehnikom Real Time RT PCR porediće se variranje alela i nivo ekspresije ovih gena na Poljoprivrednom fakultetu (PF). Sorte kod kojih su se ispoljile razlike u nivou ekspresije ovih gena će biti ukrštene u Institutu za povrtarstvo (IP), radi kombinovanja poželjnih gena. Iz F1 biljaka će biti izolovana DNK u IP, a genotipska karakterizacija će se na PF obaviti primenom PCR prajmera za stresom indukovane gene. U završnoj godini će se na PF ispitati efekat suše i to, posebno, na prinos F2 biljaka sa različitom ekspresijom gena. U IP će se proizvesti seme F2 generacije sa različitom ekspresijom stresom indukovanih gena a za koje se očekuje da će u daljem procesu selekcije dovesti do stvaranja linija otpornih na sušu.

U potprojektu 2 (Unapređenje metoda redukovanog navodnjavanja u cilju povećanja efikasnosti korišćenja vode gajenih biljaka i kvaliteta proizvoda) planirano je da se unaprede metode deficita navodnjavanja (redukovani deficit navodnjavanja – RDN i delimično sušenje korenova – DSK) kod krompira i paradajza. To je nastavak istraživanja u okviru 3 EU projekta i tekućeg tehnološkog projekta. Ove metode se u svetu široko koriste a nove su u Srbiji. Optimizacija primene ovih metoda zasnovana je na poznavanju reakcija biljaka na sušu i razumevanju signala suše. Stoga su kod biljaka u ogledima sa RDN i DSK predviđena brojna fiziološka, morfo-anatomska i istraživanja prinosa i kvaliteta, kao i uvođenje bitehnoloških metoda za detekciju vremena i norme navodnjavanja.

Potprojekat 3: "Ekonomske posledice suše na poljoprivrednu proizvodnju i konkurentnost proizvoda na tržištu" će se baviti utvrđivanjem ekonomskih posledica suše na poljoprivrednu proizvodnju u Srbiji koristeći podatke klimatskih promena, zemljišta, poljoprivrenih površina, vrsta gajenih biljaka, prinosa, dostupnosti vode za navodnjavanje, hidroloških uslova itd. Ove informacije će se kombinovati sa GIS bazom podataka za određena područja Srbije. Ekonomskom analizom testiraće se isplatljivost proizvodnje duruma kao kulture koja je otpornija na sušu od hlebne pšenice. Takođe će se metodom Cost-benefit analize izvršiti procena ekonomskih efekata ulaganja u nove tehnologije i sorte, a biće obuhvaćeni ne samo ekonomski već i društveni efekti.

Očekivani ključni rezultati
  • Poboljšane metode deficita irigacije (regulisani deficit navodnjavanja i delimično sušenje korenova).
  • Biotehnološke metode za normiranje navodnjavanja
  • Morfo-anatomski i fiziološki pokazatelji otpornosti ratarskih (pšenica) i povrtarskih kultura (paradajza i krompira) prema suši
  • Genski lokusi (QTL-ovi) za prinos u suši kod hlebne pšenice
  • 1 nova sorta pšenice tolerantne na sušu
  • 2 nove linije pšenice tolerantne na sušu
  • Linije durum pšenice koje sadrže introdukovan Thinopyrum gen
  • 1 nova sorta durum pšenice
  • 2 nove linije durum pšenice sa poboljšanom otpornošću na sušu i povećanim sadržajem žutog pigmenta.
  • Proteomik analiza efekata suše na plodove paradajza
  • Identifikovani geni koji su indukovani sušom kod paradajza
  • Linije paradajza F2 generacije za dalju primenu u selekciji na sušu
  • Ekonomska analiza efekata suše i primenjenih tehnologija
  • Ekonomska evaluacija proizvodnje durum pšenice
  • GIS baza podataka (hidroloških, klimatoloških, agronomskih) za odabrana područja koja su posebno ugrožena sušom
  • Naučne publikacije (radovi u međunarodnim i domaćim časopsima, saopšteni na međunarodnim i domaćim skupovima)
  • Doktorske disertacije
  • Stručne publikacije
  • Predstavljanje rezultata projekta zainteresovanim korisnicima
  • Unapređenje postojeće saradnje sa EU institucijama
  • Priprema zajedničkih međunarodnih projekata