Di masa depan, kentang harus muncul dari sekadar sayuran menjadi pilihan ketahanan pangan yang serius. Mengingat terbatasnya ketersediaan lahan pertanian di dalam negeri, produksi kentang yang lebih tinggi harus didorong oleh pertumbuhan produktivitas. Roadmap masa depan R&D kentang di CPRI akan difokuskan terutama pada peningkatan produktivitas kentang menjadi 34.51 t/ha pada tahun 2050. Fokus kedua dari lembaga ini adalah untuk meningkatkan kualitas kentang seperti yang diinginkan oleh industri serta konsumen kentang di masa depan. era pembangunan ekonomi, daya beli yang lebih tinggi dan kemauan untuk membayar lebih untuk kualitas yang diinginkan. Riset tentang perbaikan penyimpanan kentang akan ditargetkan sebagai komponen vital lainnya untuk menurunkan susut pascapanen selama 40 tahun ke depan.

Strategi untuk mencapai target

Untuk memenuhi target dan mengatasi tantangan yang diantisipasi, strategi tujuh cabang berikut akan digunakan untuk mencapai tujuan yang ditetapkan dalam visi.

  1. Eksploitasi sumber daya genetik yang efektif untuk perbaikan varietas

• Karakterisasi molekuler dan pengembangan koleksi inti plasma nutfah.

Pre-breeding dan perbaikan genetik kentang

Spesies Solanum liar adalah sumber keragaman yang kaya untuk berbagai cekaman biotik atau abiotik, dan sifat agronomis yang diinginkan yang masih belum dimanfaatkan. Untuk memperluas basis genetik kentang yang dibudidayakan, potensi genetik spesies liar ini sangat dibutuhkan untuk meningkatkan produksi kentang guna mengatasi masalah ketahanan pangan secara berkelanjutan. Kolaborasi internasional diperlukan dalam hal pemanfaatan plasma nutfah liar untuk konservasi dan pemanfaatan spesies liar secara berkelanjutan, akses terhadap keragaman genetik spesies liar, kegiatan penambangan gen dengan alat genomik, strategi sistematis dan terintegrasi untuk evaluasi, karakterisasi berbagai sifat, pengembangan populasi , dan penggunaan alat molekuler/genomik untuk perbaikan kentang.
Oleh karena itu, penelitian pra-pemuliaan di CPRI terutama akan difokuskan pada perolehan spesies liar dari bank gen internasional, evaluasi spesies liar tersebut untuk berbagai sifat yang diinginkan, pengembangan stok genetik elit melalui hibridisasi somatik dan fusi 2n gamet, pemetaan populasi untuk seleksi. sifat, pengumpulan inti, dan penanda molekuler terkait yang mengarah pada pemecahan hambatan hasil pada kentang.

• Pengembangan pemetaan populasi dan pre-breeding termasuk hibrida somatik untuk mengeksploitasi lungkang gen yang lebih luas.
• Heterosis dan vigor hibrida yang mengarah pada peningkatan potensi produksi kentang.

Kentang Hibrida
Meskipun semua varietas kentang yang dikembangkan di seluruh dunia adalah hibrida, namun kekuatan hibrida/heterosis tidak dimanfaatkan secara maksimal karena galur induknya bukan galur murni/inbred. Benih kentang sejati (TPS) yang diproduksi secara seksual memiliki potensi besar untuk menanam kentang dari biji botani alih-alih umbi. Hampir semua virus tidak mampu menginfeksi TPS dengan menghindari penurunan kualitas benih yang diinginkan. Salah satu masalah dalam pemuliaan varietas kentang yang dapat diperbanyak dan ditanam dari benih asli adalah kurangnya keseragaman sifat agronomis. Sifat heterogen dari TPS Hal ini disebabkan oleh sifat heterozigot dari induknya. Galur murni/galur induk hasil persilangan tidak dapat dihasilkan pada kentang karena depresi perkawinan sedarah dan inkompatibilitas diri yang tinggi. Pada kentang semi-budidaya, gen penghambat inkompatibilitas diri (Sle) telah dikenal. Gen ini dapat diedit pada kentang budidaya dengan teknik CASPER-CAs untuk menghasilkan induk homozigot spesifik sifat guna memanfaatkan kekuatan hibrida.

• Pengembangan varietas dan populasi kentang untuk umur pendek, pengolahan, pembuatan pati, toleransi panas & kekeringan, toleransi cekaman biotik, efisiensi penggunaan hara, kharif musim, ekspor, pembentukan massa otot di awal, dan TPS populasi.

2. Aplikasi bioteknologi yang aman untuk perbaikan kentang

  • Genomik struktural dan bioinformatika untuk mengembangkan penanda molekuler yang kuat untuk sifat kualitatif dan kuantitatif.
  • Genomik fungsional untuk penemuan gen untuk sifat-sifat yang ditargetkan seperti ketahanan tahan lama penyakit busuk daun, toleransi panas, tuberisasi suhu tinggi, efisiensi penggunaan air dan nutrisi yang lebih baik.
  • Proteomik dan metabolomik untuk studi dasar tentang umbi, fotosintesis, partisi foto-asimilasi, metabolisme pati, sintesis karotenoid dan flavonoid, kualitas protein penyimpanan, kualitas pemrosesan.
  • Pengembangan teknologi untuk integrasi transgen bebas penanda dan spesifik lokasi.
  • Pengembangan kentang transgenik dengan peningkatan ketahanan/toleransi terhadap cekaman biotik/abiotik dan untuk meningkatkan nutrisi dan kualitas pengolahan.

3. Mendorong produksi bahan tanam yang berkualitas

  • Pengembangan & standarisasi metode perbanyakan massa yang murah dan efisien – aeroponik, teknologi bioreaktor.

Produksi benih penangkar

Saat ini CPRI memproduksi sekitar 30,000 kwintal benih inti dan pembibit setiap tahun yang hanya cukup untuk memenuhi permintaan benih kentang sehat di dalam negeri. Namun, mengingat produksi 125 juta ton kentang dari 3.62 juta ha pada tahun 2050, pasokan benih dari pembibitan ini kemungkinan tidak akan memenuhi permintaan. CPRI menargetkan produksi benih inti dan pembibit selama tahun 2020, 2030, 2040 dan 2050 masing-masing sebesar 33,000, 36,000, 39,000 dan 42,000 kwintal. Karena terbatasnya ruang lingkup untuk meningkatkan jumlah benih penangkar di peternakan CPRI karena terbatasnya ketersediaan tambahan lahan untuk produksi benih, maka kerjasama dengan organisasi pemerintah lainnya misalnya SAU sedang dijajaki.

• Dinamika vektor dan implikasinya terhadap kualitas benih.
• Perkembangan homozigot TPS populasi yang menggunakan apomiksis dan monohaploid

4. Perencanaan berbasis sumber daya dan pengelolaan tanaman

  • Pengembangan Sistem/alat Pendukung Keputusan berbasis IT untuk penjadwalan tanaman dan pengelolaan gulma, unsur hara, air, penyakit dan hama berdasarkan skenario perubahan iklim.
  • Standarisasi teknologi yang mengarah pada peningkatan penyerapan karbon dan kesehatan tanah.
  • Pengembangan teknologi untuk meningkatkan efisiensi penggunaan input melalui pertanian presisi dan irigasi mikro.

Irigasi mikro pada kentang

Mikro-irigasi (tetes dan sprinkler) memungkinkan aplikasi air frekuensi tinggi di dalam dan sekitar zona akar tanaman. Sistem ini berguna untuk aplikasi pupuk dan pestisida sehingga efisiensi penggunaan input produksi. Kentang memiliki sistem perakaran yang jarang dan dangkal dan hampir 70% dari total air digunakan oleh tanaman dari lapisan tanah 30 cm bagian atas. Dibutuhkan 400-600 mm air irigasi tergantung pada kondisi iklim, jenis tanah, panjang musim tanam, durasi varietas, tujuan tanaman dan metode irigasi dll. CPRI telah mengembangkan teknologi irigasi mikro untuk digunakan pada tanaman kentang. Melalui pemupukan nutrisi diterapkan dengan irigasi (tetesan) di dekat zona akar tanaman untuk memberikan kelembaban dan nutrisi yang optimal selama periode pertumbuhan tanaman. Fertigasi sprinkler juga merupakan teknik baru di mana nutrisi terutama nitrogen diterapkan melalui sprinkler dengan semprotan daun langsung ke dedaunan. Metode irigasi / fertigasi ini menghemat air (menghemat sekitar 30-50%) sekaligus memberikan hasil lebih tinggi 15-30 dengan penghematan pupuk hingga 25%. Teknologi tersebut telah diadopsi oleh petani kentang di berbagai bagian negara, namun, Gujarat dapat dianggap sebagai panutan untuk penerapan metode irigasi modern karena negara bagian tersebut memiliki adopsi teknologi irigasi mikro tertinggi termasuk dalam tanaman kentang. Akibatnya Gujarat memiliki produktivitas kentang tertinggi di India.

5. Perlindungan tanaman yang ramah lingkungan

  • Katalogisasi variabilitas genom dan dinamika populasi patogen/hama baru (Pathogenomik).
  • Pengembangan diagnostik untuk deteksi patogen baik di tingkat laboratorium & lapangan menggunakan teknologi micro-array dan nano.
  • Ekologi dan manajemen mikroorganisme yang bermanfaat untuk meningkatkan produktivitas tanaman dan manajemen penyakit.

Alat pengukur celup portabel

Lembaga ini mengembangkan kit tongkat celup portabel untuk mendeteksi virus kentang utama di tingkat lapangan berdasarkan uji imuno aliran lateral untuk satu atau kombinasi dua virus. Kit ini portabel dan mudah digunakan oleh semua pemangku kepentingan termasuk petani di tingkat lapangan untuk memastikan standar kesehatan tanaman kentang. Kit tersebut dirilis oleh Menteri Pertanian yang Terhormat pada hari Yayasan ICAR setelah divalidasi di pusat AICRP (P) dan oleh petani progresif.

6. Mendorong penyimpanan hemat energi dan diversifikasi pemanfaatan kentang

  • Penyempurnaan teknologi untuk penyimpanan suhu tinggi untuk situasi on-dan off-farm.
  • Pengembangan proses, produk dan teknologi pemanfaatan baru untuk diversifikasi penggunaan kentang termasuk pemanfaatan limbah.
  • Fortifikasi makanan untuk meningkatkan kualitas gizi makanan olahan.
  • Teknologi untuk menurunkan indeks glikemik.

7. Memperkuat antarmuka kelembagaan-petani untuk diseminasi teknologi

  • Studi profitabilitas pertanian komparatif vis-a-vis kemampuan untuk berkontribusi terhadap PDB dengan berbagai tanaman, untuk memberikan input kebijakan yang efisien.
  • Diseminasi teknis yang mahir melalui perpaduan optimal alat penyuluhan tradisional dan modern.

Tema Penelitian Canggih

CPRI akan menggunakan tema-tema penelitian mutakhir berikut untuk agenda R&D-nya di masa mendatang.

• Pengembangan kentang transgenik untuk mengatasi daerah berisiko tinggi yaitu. tekanan biotik dan abiotik, peningkatan kualitas dan adaptasi yang lebih luas.

Varietas netral hari pematangan awal

Penekanan institut di masa depan adalah pada pemanfaatan teknologi seperti genomik, transkriptomik, dan omik lainnya di bidang perbaikan kentang. Gen dan alelnya diketahui umbi dan kematangannya dan oleh karena itu, dalam waktu dekat akan sangat baik diupayakan untuk mengembangkan varietas yang matang dalam 50-60 hari dan mampu dipasang di berbagai sekuens tanaman.

• Sektor Pengolahan: pengembangan varietas cold chipping.
• Sektor benih: produksi kentang benih di daerah non-tradisional.
• Bidang kesehatan: pengembangan kentang dengan indeks glikemik rendah dan kandungan antioksidan tinggi.
• Identifikasi gen dan penanda baru untuk sifat-sifat penting.
• Pemanen kentang yang sepenuhnya otomatis untuk menghemat tenaga kerja.
• Studi tentang proteomik dan fenomik kentang dengan mengacu pada tuberisasi.
• Penanda molekuler generasi berikutnya, SNP, dengan mengacu pada sifat ketahanan dan kualitas penyakit, akan dikembangkan dengan penambangan alel dan resequencing.
• Sistem kecerdasan bio-risiko (pengawasan pola ras dari berbagai patogen dan hama serta sistem peringatan dini) akan dikembangkan untuk mengambil keputusan berdasarkan informasi di tingkat lokal, regional dan nasional.
• Pilihan TIK, GIS dan penginderaan jarak jauh akan digunakan untuk memahami dan mengurangi efek buruk dari perubahan iklim & pemanasan global, mengidentifikasi area penanaman kentang baru dan mengembangkan sistem pendukung keputusan untuk menghadapi tantangan kompleks yang akan datang.

Relevansi CPRI pada tahun 2050

Di bawah pengaruh privatisasi yang cepat dan disinvestasi lembaga yang dijalankan pemerintah, jelas untuk berpikir apakah lembaga sektor pemerintah seperti CPRI akan tetap relevan pada tahun 2050 atau tidak? Jawabannya tidak sederhana dan lurus ke depan. Sudah pasti bahwa lembaga semacam itu harus sangat bergantung pada sumber daya yang dihasilkan sendiri melalui kolaborasi swasta, proyek konsultasi, dan memberikan solusi khusus untuk kelangsungan hidup mereka. CPRI telah memulai komersialisasi teknologinya seperti aeroponik dan pupuk hayati (B-5) dll. Kemampuan luar biasa dari institut untuk merespon dengan cepat dan menyesuaikan diri dengan situasi baru membuatnya menjadi kandidat yang cocok tidak hanya untuk bertahan pada tahun 2050 tetapi institut tersebut juga diharapkan muncul sebagai pusat keunggulan dalam R&D kentang di tingkat global pada saat itu.

CPRI memiliki kesiapan yang cukup, tidak hanya untuk mempertahankan posisinya sebagai organisasi penelitian dan pengembangan kentang terkemuka di negara tersebut, tetapi juga untuk tampil sebagai lembaga penelitian global terkemuka. Keyakinan ini bukan hanya dari angan-angan, tetapi berdasarkan fasilitas kelas dunia yang dibuat di institut dengan kerja keras selama beberapa tahun. Dengan menjadi anggota India dari konsorsium 26 lembaga internasional milik 14 negara untuk menguraikan genom kentang dan dengan menerbitkan hasilnya dalam publikasi ilmiah terkemuka dunia 'Nature', CPRI telah memulai perjalanannya menuju tujuan ini. Pada tahun 2050 CPRI tidak hanya akan menjadi mitra yang berkontribusi dalam proyek penelitian kentang multinasional tetapi juga akan bertindak sebagai pemimpin penelitian untuk R&D kentang global, terutama daerah tropis dan sub-tropis.