Den biologiska mångfalden av sötpotatis kan bidra till att öka klimattåligheten hos småskaligt jordbruk, enligt resultaten av en studie gjord av ett multiinstitutionellt samarbete av forskare. Resultaten av denna globala analys av den intraspecifika mångfalden hos sötpotatisen, en av världens viktigaste matgrödor, visa vilken roll denna genetiska mångfald spelar i livsmedels- och jordbrukssystemens produktivitet och motståndskraft inför klimatförändringarna. Resultaten publicerades den 5 oktober i Naturens klimatförändringar .

Klimatförändringarna utgör ett hot mot världens försörjningsgrödor. Värmevågor, som sannolikt kommer att intensifieras enligt klimatförutsägelser, genererar nivåer av värmestress som är skadliga för jordbruksproduktionen. Att identifiera resistenta grödor är därför avgörande för att säkerställa människors livsmedelssäkerhet och bönders motståndskraft. Hittills, många studier har utförts på sortförbättring, vilket innebär att utveckla och välja växter med de egenskaper som krävs. Få, dock, har undersökt intraspecifik mångfald, vilket definieras som graden av genetisk variation som finns inom samma art.

För den aktuella studien, det internationella teamet fokuserade på sötpotatisen – den femte mest producerade grödan i världen, efter majs, vete, ris och kassava. Denna knöl odlas för sin härdighet och tolerans mot klimatchocker, och har stor potential att uppnå de hållbara utvecklingsmålen (SDG) som antagits av FN som en del av Horisont 2030-agendan. Den odlas i områden som är utsatta för erosion för att skydda jordbruksmark (SDG 12 och 15); den har ett högt näringsvärde, samt högre innehåll än de flesta baslivsmedel i vitamin A och C, kalcium, järn, kostfiber, och protein (SDG 2 och 3); dess flexibla planterings- och skördescheman innebär att den är mindre arbetsintensiv att odla och är därför särskilt anpassningsbar till mänsklig migration (SDG 10 och 16).

Traditionella lokala sorter fungerar bra under värmestress

Som en del av CGIARs forskningsprogram om rötter, knölar och bananer (RTB), forskarna bedömde värmestresstoleransen på 1, 973 olika sorter av sötpotatis från CIP:s sötpotatisgenbank. Samlingen av sorter från 50 länder bestod av moderna och traditionella sorter, såväl som avelslinjer, utvecklats in vitro och sedan planterats i fält som bevattnas under kontrollerade förhållanden på en 2,5 hektar stor testplats i den kustnära ökenregionen i norra Peru. Analys av rötter och bladdata gjorde det möjligt för forskarna att mäta effekten av upprepad exponering för extrema temperaturer - högre än 35 grader C.

Resultat:"132 sorter, varav 65,9 % var traditionella lokala sorter, visade god värmetolerans. Dessa är därför lovande kandidater för urval som högavkastande, värmetoleranta sorter, " förklarar Bettina Heider, en forskare med CIP och huvudförfattare till studien.

"Denna massvisning, genomförs i en aldrig tidigare skådad geografisk skala (Amerika, Afrika, Asien), visat sig vara avgörande för att identifiera sötpotatisens egenskaper för värmestresstolerans, för en djupare molekylär karakterisering av specifika gener, " förklarar Olivier Dangles, en ekolog vid IRD och medförfattare till studien.

"Intraspecifik mångfald - resultatet av hundratals år av samutveckling mellan bönder och deras grödor - har visat sig avgörande inför klimatförändringarna, " fortsätter han. "Den betonar den agrobiodiversitets roll i motståndskraften hos tropiska jordbrukssystem."

Jordbrukare kommer att behöva hjälp att anpassa sig

"Våra resultat tyder också på att temperaturen på baldakinen och nivån av karotenoider kan vara lämpliga markörer för att välja värmestresstoleranta linjer, " tillägger Emile Faye, forskare i rumslig agroekologi vid CIRAD. "Dock, deltagande experiment måste utföras i olika sammanhang, för att testa effektiviteten och den ekonomiska bärkraften för de identifierade sorterna."

Intraspecifik mångfald erbjuder fler alternativ för bönder, därför, för att hantera klimatrisker och öka motståndskraften i sina jordbrukssystem. Studieförfattarna rekommenderar att denna kunskap delas med bönder, så att de antar högavkastande sorter som också erbjuder högre näringsvärde.