Att tämja växter för att växa som grödor kan visa sig vara en tveeggad lie.

Å ena sidan, välja specifika önskvärda egenskaper, som hög avkastning, kan öka grödans produktivitet. Men andra viktiga egenskaper, som motståndskraft mot skadedjur, kan gå förlorad. Det kan göra grödor sårbara för olika påfrestningar, såsom sjukdomar och skadedjur, eller effekterna av klimatförändringar.

För att minska dessa sårbarheter, forskare vänder sig ofta till grödors vilda släktingar. Dessa vilda släktingar fortsätter att utvecklas i naturen, ofta under ogynnsamma förhållanden. De har flera användbara gener för önskvärda egenskaper. Dessa egenskaper inkluderar höga nivåer av resistens mot sjukdomar och tolerans mot miljöpåfrestningar.

I en ny studie, forskare rapporterar betydande framsteg i att överföra sjukdoms- och stressresistensegenskaper från vilda släktingar till flera baljväxter till deras domesticerade sorter. Denna forskning utfördes vid International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) i Patancheru, Indien.

Baljväxter, som kikärter, duva ärt, och jordnöt, är bland de få grödor som växer bra i den ringa nederbörden och marginella jordar i de halvtorra tropikerna. Men de står inför stora utmaningar, säger Shivali Sharma, huvud författare.

"Balgväxter drabbas hårt av sjukdomar, skadeinsekter, torka, värme stress, och salthalt, " säger Sharma. "Också, halvtorra regioner är mycket känsliga för klimatförändringar." Dessa faktorer begränsar baljväxter.

Det finns flera vilda släktingar till dessa grödor som är resistenta mot skadedjur och sjukdomar. "Det finns ett akut behov av att hitta och introducera dessa användbara gener från vilda släktingar i grödor, " säger Sharma. Det skulle förbättra motståndskraften hos inhemska baljväxtsorter och upprätthålla jordbruket i dessa regioner.

Det kan vara mycket utmanande – och ofta omöjligt – att direkt föda upp domesticerade grödor med sina vilda släktingar. Till exempel, av de åtta vilda årliga arterna av kikärter, endast en är lätt korsbar med odlad kikärt och ger fertil avkomma.

Liknande, vilda sorter av jordnöt är resistenta mot svampinfektioner. Men direkt korsning av vilda och domesticerade jordnötter är utmanande på grund av skillnader i hur DNA i deras celler förpackas. Dessutom, dessa arter korsar inte bra med sorter.

De flesta vilda sorter av jordnöt är diploida:deras DNA är organiserat i två uppsättningar kromosomer per cell, ungefär som hos människor. Under reproduktion, en uppsättning kommer från den manliga föräldern och den andra uppsättningen från den kvinnliga föräldern.

Domesticerade jordnötsväxter, å andra sidan, är tetraploida. Deras celler innehåller fyra uppsättningar kromosomer. Uppsättningarna av kromosomer i varje cell, kallas ploidi, gör det svårt att direkt korsa vilda och tama sorter av jordnöt.

"Det tar mycket tid och resurser att övervinna utmaningar som dessa, ", säger Sharma. "Det gör ofta uppfödare ovilliga att direkt använda vilda arter i avelsprogram."

Föravelsprogram, som den på ICRISAT, investera sin tid och skicklighet i den vilda grödan släktingar. Sharma och hennes kollegor odlade fram vilda jordnötssorter vars celler har fyra uppsättningar kromosomer. Sedan identifierade de vilka av dessa tetraploida vilda sorter som också var resistenta mot svampinfektioner. Dessa korsades sedan med odlade jordnötsorter för att utveckla nya avelslinjer med bra resistens och avkastning. Växtförädlare kan nu direkt korsa dessa svampresistenta linjer med domesticerade jordnötter för att skapa nya sorter.

"Vilda släktingar är reservoaren för många användbara gener och egenskaper, " säger Sharma. "Det är vårt ansvar att använda denna dolda skatt för framtida generationer."

Det är särskilt viktigt i samband med baljväxter eftersom de ger en mängd fördelar. Till exempel, bakterier i sina rotknölar drar in värdefullt atmosfäriskt kväve. Det ökar jordens bördighet och minskar behovet av gödningsmedel.

Baljväxter är också avgörande för livsmedelssäkerheten i de halvtorra tropikerna och andra delar av världen. De är en viktig källa till protein och mikronäringsämnen. I kombination med spannmål, de är en upprätthållande diet för människor över hela världen.

Och "föravelsprogram är det första steget för att förbättra näringen och motståndskraften hos moderna baljväxtsorter, säger Sharma.

Läs mer om denna forskning i Skördevetenskap .