Augu ģenētiskā uzlabošana ir pavadījusi cilvēci kopš pirmo lauku apstrādes.Lai gan toreiz neviens nerunāja par gēniem vai biotehnoloģiju, lauksaimnieki vienkārši saglabāja ražīgāko, garšīgāko vai izturīgāko augu sēklas un paaudzi pēc paaudzes veidoja kultūras, kuras mēs šodien uzskatām par "normālām" gan lauksaimniecībā, gan dārzkopībā.
Mūsdienās šis pats process ir kļuvis daudz sarežģītāksMums ir ģenētika, molekulārā bioloģija, ģenētiskā materiāla bankas, in vitro kultūras, gēnu inženierija un gēnu rediģēšana ar milimetra precizitāti. Tas viss ļauj izstrādāt šķirnes, kas dod lielāku ražu, labāk panes klimatisko stresu, ir izturīgas pret kaitēkļiem un slimībām vai labāk izskatās dārzā, parkā vai terasē, izmantojot mazāk ūdens un mazāk resursu.
Kas ir augu selekcija un kāpēc tā ir tik svarīga?
Runājot par kultūraugu ģenētisko uzlabošanu, mēs domājam darbību kopumu, kura mērķis ir izveidot labvēlīgas gēnu kombinācijas. augu populācijā, lai jaunās paaudzes saglabātu un nostiprinātu vēlamās īpašības. Tas ir, tā sākas no daudzveidības bāzes un, izmantojot atlasi un krustošanu, rada pārāku materiālu, ko var stabili pavairot.
Augu selekcijas galvenais mērķis ir palielināt augu produktu produktivitāti un kvalitāti uz platības vienību.ar viszemākajām iespējamām laika, darbaspēka un resursu izmaksām. Praksē tas nozīmē iegūt augus, kas ražo vairāk graudu, augļu, lapu vai biomasas, kas saglabā šo ražu nemainīgi dažādās vidēs un kas sniedz priekšrocības gan audzētājam, gan patērētājam.
Ģenētiskās uzlabošanas mērķis ir arī paplašināt pieejamo ģenētisko bāzi.Tas ir, lai palielinātu mainīgumu, ko augu selekcionāri var izmantot, kad viņiem nepieciešami jauni gēni rezistencei, kvalitātei vai adaptācijai. Šī daudzveidība ir jebkuras selekcijas programmas izejviela, neatkarīgi no tā, vai tā ir liela mēroga lauksaimniecība, dekoratīvā dārzkopība vai sēklu ražošana.
Dārzkopībā ģenētiskā uzlabošana ļauj iegūt dekoratīvākas, ilgāk izturīgas un vieglāk kopjamas šķirnes.Piemēram, augi, kas zied ilgāk, ar intensīvākām krāsām vai kas labāk iztur karstumu, aukstumu, sausumu podā vasarā vai sēnīšu uzbrukumu, kas ir izplatīts mitros apgabalos.
Augu selekcijas galvenie mērķi lauksaimniecībā un dārzkopībā
Ģenētiskās uzlabošanas mērķi ir plaši, taču tie parasti tiek sagrupēti divos galvenajos blokos: ražošanas palielināšana un kvalitātes uzlabošana.No tā tiek atvasināta vesela virkne specifiskāku mērķu, kas ir atkarīgi no kultūrauga un galīgā pielietojuma.
Lauksaimniecībā atkārtots mērķis ir iegūt šķirnes ar augstāku ražas potenciālu un lielāku ražas stabilitāti.pat mainīgos vides apstākļos. Tas nozīmē auga fizioloģiskās efektivitātes uzlabošanu, kas nozīmē, ka tas labāk izmanto ūdeni, gaismu un barības vielas, kā arī labi reaģē uz mēslošanu un apūdeņošanu, neradot tādas problēmas kā veldrēšanās vai pārmērīga veģetatīvā augšana.
Vēl viens svarīgs mērķis ir izturība pret slimībām, kaitēkļiem un nelabvēlīgiem apstākļiem. (sausums, ārkārtējs aukstums, karstuma viļņi, pārmērīgs mitrums, sāļums vai problemātiskas augsnes). Rezistences gēnu iekļaušana samazina pesticīdu lietošanu, pazemina izmaksas un padara sistēmu ilgtspējīgāku, kas ļoti labi iederas saudzējošā lauksaimniecībā un mazprasīgā dārzkopībā.
Kvalitātes uzlabošana koncentrējas uz tādām īpašībām kā uzturvērtība, garša, tekstūra, krāsa, augļu lielums un to spēja saglabāties un transportēt.Augļu kokos, dārzeņos un dekoratīvajos augos tas ir būtiski: piemēram, mērķis ir atrast tomātus ar labāku garšu un izturīgāku mizu, ziedus ar košākām krāsām vai augus, kas saglabā savu pievilcīgo izskatu podā nedēļām ilgi.
Dārzkopībā un ainavu veidošanā augu selekcija tiecas sasniegt arī estētiskus un apsaimniekošanas mērķus.kompaktas formas stādīšanai pilsētvidē, krūmi, kuriem nav nepieciešama nepārtraukta apgriešana, zālāji, kas ir izturīgāki pret nomīdīšanu un kuriem nepieciešama mazāka laistīšana, vai daudzgadīgas sugas, kas nodrošina ilgstošu ziedēšanu, neprasot lielu kopšanu.
Izcelsme, daudzveidība un ģenētiskā materiāla bankas: uzlabojumu izejviela
Lielākā daļa kultūraugu, kas piepilda mūsu laukus un dārzus, nāk no savvaļas sugām, kuru izcelsme ir ļoti specifiskos planētas apgabalos.Šīs ir teritorijas, kurās koncentrējas milzīga formu, krāsu, izmēru un pielāgojumu daudzveidība. Tās ir pazīstamas kā izcelsmes centri vai daudzveidības centri.
Krievu botāniķis Nikolajs Vavilovs aprakstīja astoņus galvenos kultivēto augu izcelsmes centrus.Šie reģioni, kas stiepjas no Austrumāzijas (Ķīnas, Dienvidaustrumāzijas) līdz Vidusjūrai, Tuvajiem Austrumiem, Etiopijai un daļām Meksikas, Centrālamerikas, Andu kalnu un Brazīlijas (Paragvajas), katrā no tiem koncentrējas tādu svarīgu sugu dabiskā daudzveidība kā kvieši, rīsi, kukurūza, kartupeļi, mērenās joslas augļi, kafija, sorgo, pākšaugi, kokvilna un daudzas citas.
Šī daudzveidība augu selekcionāram ir tīrs zelts, taču to apdraud tā sauktā ģenētiskā erozija.Vietējo šķirņu un savvaļas formu aizstāšana ar dažām modernām, augstražīgām, bet ģenētiski šaurām šķirnēm. Jo lielāka viendabība, jo lielāka ievainojamība pret jaunām slimībām vai kaitēkļiem.
Lai novērstu šo neatgriezenisko zudumu, ir izveidotas ģenētiskā materiāla bankas jeb gēnu bankas.Tās ir dzīvas sēklu, augu, ziedputekšņu vai audu kolekcijas, kas gadiem ilgi tiek saglabātas kontrolētos apstākļos (zemā temperatūrā un mitrumā). Šīs bankas nav tikai uzglabāšanas vietas; tās vāc, klasificē un periodiski atjauno paraugus, kā arī piegādā materiālu selekcijas programmām un pētniecībai.
Dīgļplazmas bankām ir ļoti specifiski uzdevumi.Viņu darbs ietver reprezentatīvu materiālu vākšanu un uzglabāšanu, kolekciju atjaunošanu, periodiski tās stādot, detalizētu ierakstu uzturēšanu, katalogu veidošanu, sēklu un informācijas nodrošināšanu citiem pētniecības centriem un pieejamās daudzveidības pastāvīgu paplašināšanu. Pateicoties šiem centieniem, piemēram, Meksikas un Centrālamerikas kukurūzas šķirnes varēja izmantot, kad slimība izpostīja lielas kukurūzas platības ar ļoti šauru ģenētisko bāzi Amerikas Savienotajās Valstīs.
Sugu pieradināšana un mūsdienu šķirņu attīstība
Pirms apspriest mūsdienu metodes, ir svarīgi saprast, ka katra uzlabošanas programma sākas ar iepriekšēju pieradināšanas procesu.Tas ir, savvaļas auga pārveidošana kultivētā formā cilvēka kontrolē. Pieradināšana un uzlabošana nav viens un tas pats, taču tās ir cieši saistītas.
Auga pieradināšana nozīmē tā pielāgošanu audzēšanai un cilvēku vajadzībām.Šīs metodes ietver sēklu atdalīšanās samazināšanu, augļu lieluma palielināšanu, toksisko vielu samazināšanu, ziedēšanas cikla modificēšanu un auga padarīšanu mazāk dzeloņainu, kā arī daudzas citas darbības. Tas ietver tādus pasākumus kā sugas ekoloģijas izpēti, tādu eksemplāru vākšanu, kas izceļas ar savu ražu vai kvalitāti, botānisko identifikāciju, ieviešanu kultivēšanā, atbilstošas agronomiskās prakses noteikšanu un daudzsološu īpatņu atkārtotu atlasi.
Kad suga ir pieradināta, ģenētiskās uzlabošanas programma sākas pareizi.Šī procesa mērķis ir pilnveidot šos sākotnējos materiālus, veicot mērķtiecīgus krustojumus, atlasot izcilus pēcnācējus un veicot veiktspējas pārbaudes dažādās vidēs. Dārzkopības un dekoratīvo augu sugu jomā šis process ir radījis plašu šķirņu klāstu, kas pielāgotas dažādiem klimatiskajiem apstākļiem, lietojumiem un estētiskajām vēlmēm.
Visā vēsturē daudzi augu selekcionāri ir devuši savu ieguldījumu augu uzlabošanas mīklā.No senajām tautām, kas praktizēja dateļpalmu mākslīgo apputeksnēšanu, caur pirmajiem neļķu un dārzeņu hibridizētājiem līdz ģenētiķiem, kas izstrādāja tīras līnijas koncepciju, pēcnācēju testēšanu un kukurūzas hibrīdu ražošanu plašā mērogā.
Mendela likumu atklāšana un sekojošā ģenētikas attīstība bija pagrieziena punkts. Tas ļāva pāriet no empīriskas uzlabošanas uz zinātniski pamatotu uzlabošanu. Kopš 20. gadsimta sākuma augu selekcionāri kā standarta instrumentus izmanto tādus jēdzienus kā segregācija, dominance, heterozigotība, tīrlīnijas un virzīta hibridizācija.
Augu reprodukcijas sistēmas un to ietekme uz uzlabošanu
Pielietojamās uzlabošanas metodes lielā mērā ir atkarīgas no tā, kā suga vairojas.Nav tas pats strādāt ar pašapputes graudaugu, piemēram, kviešiem, un ar alogāmu kultūru, piemēram, kukurūzu, vai ar augļu koku, ko pavairo ar potēšanu.
Seksuālā reprodukcija ietver vīriešu un sieviešu gametas. Šīs šūnas, saplūstot, veido zigotu, no kuras attīstīsies jauns augs. Ziedi var būt perfekti (ar abiem dzimumiem vienā ziedā) vai nepilnīgi, un augi var būt vienmājas, divmāju vai ar dažādu kombinēto pakāpju. No apputeksnēšanas viedokļa sugas tiek klasificētas kā autogāmas (pašapaugļojošas), alogāmas (obligāta savstarpēja apputeksnēšana) un tās, kurām ir jaukta apputeksnēšana.
Pašapputes sugās, piemēram, kviešos, miežos, rīsos vai daudzos pākšaugos, pašapputes veidošanās katrā paaudzē samazina heterozigotību uz pusi.Tādējādi pēc vairākiem cikliem tiek iegūtas praktiski tīras un homogēnas līnijas. Mainīgums pastāv starp līnijām, nevis to iekšienē, kas ļauj no sēklas atlasīt īpatņus, kas uzvedas vienādi.
Allogāmās sugās, piemēram, kukurūzā, rudzos, daudzās lopbarības kultūrās vai savstarpēji apputeksnētos augļu kokos, saglabājas augsta heterozigotības pakāpe. Pateicoties pastāvīgajai gēnu apmaiņai starp indivīdiem, populācijas kļūst ļoti mainīgas, taču tīru līniju iegūšana bez īpašām metodēm ir sarežģīta. Tomēr tas ļauj izmantot tādas parādības kā heteroze un hibrīdais spēks.
Bezdzimumvairošanās, neatkarīgi no tā, vai tā ir veģetatīva (spraudeņi, potzari, stoloni, bumbuļi, sakneņi, sūcekņi utt.) vai apomiktiska, rada ģenētiski identiskus klonus.Tas ir ļoti izplatīts augļu kokos, dekoratīvajos augos, cukurniedrēs, kartupeļos, banānos un tādās sugās kā opuncijas. Tas ļauj neierobežoti saglabāt vērtīgas gēnu kombinācijas, lai gan tas var arī veicināt tādas problēmas kā vīrusu slimības, ko pārnēsā propagulas.
Apomiksis ir īpašs bezdzimumvairošanās gadījums, kurā sēklas veidojas bez apaugļošanās.Tas rodas no nereducētām olšūnām vai embrija maisa vai blakus esošo audu šūnām. Tas rodas obligātās formās (vairojoties tikai šādā veidā) vai fakultatīvās formās (pastāv līdzās dzimumvairošanās procesam) un ir interesants augstražīgu ģenētisko kombināciju fiksēšanai klonu sēklās.
Augu ģenētiskās uzlabošanas metodes un paņēmieni
Mūsdienu lauksaimniecība un dārzkopība apvieno tradicionālās selekcijas metodes ar biotehnoloģijas un molekulārās ģenētikas instrumentiem.Plašākā nozīmē var izšķirt trīs galvenās pieejas: tradicionālo selekciju, molekulāro selekciju un precīzo selekciju.
Tradicionālā selekcija balstās uz augu ar vēlamajām īpašībām atlasi un krustošanu.Augu selekcionārs izvēlas savstarpēji papildinošus vecākus (piemēram, vienu ļoti ražīgu un otru ļoti izturīgu pret kādu slimību), veic kontrolētas hibridizācijas, iegūst ļoti mainīgus pēcnācējus un vairāku paaudžu laikā atlasa augus, kas vislabāk apvieno vēlamās īpašības.
Hibridizācija var notikt starp vienas sugas šķirnēm, starp dažādām sugām un pat starp radniecīgām ģintīm. (starpšķirņu, starpsugu vai starpģinšu hibridizācija). Daudzos dekoratīvajos augos tiek pētīti šķietami "neiespējami" krustojumi, kas, izmantojot in vitro embriju kultūru vai veicinātu apputeksnēšanu, rada pilnīgi jaunus ziedus.
Citas klasiskās metodes ietver inducēto mutaģenēzi, haploīdu ģenerēšanu un somaklonālo variāciju.Mutaģenēzē tiek izmantoti fiziski vai ķīmiski aģenti, lai izraisītu nejaušas mutācijas, un pēc tam tiek atlasīti augi ar vēlamajām īpašībām. Haploīdus iegūst no ziedputekšņu graudiem vai embriju maisiņiem, un, izmantojot hromosomu dublēšanos, tie ļauj ātri ģenerēt pilnīgi homozigotas līnijas. Somaklonālā variācija izmanto ģenētiskas izmaiņas, kas parādās in vitro audu kultūrās.
Augu šūnu, audu un orgānu kultivēšana in vitro ir kļuvusi par centrālo instrumentugan lai klonāli pavairotu no slimībām brīvus augus, gan lai glābtu embrijus no sarežģītiem krustojumiem, atjaunotu pilnīgus augus no dažām šūnām (pateicoties to totipotencei) vai uzturētu dīgļplazmas kolekcijas nelielā telpā.
Molekulārā ģenētiskā uzlabošana ietver zināšanas par specifiskiem gēniem un DNS marķieriemTādas metodes kā marķieru atbalstīta selekcija ļauj sēklās vai stādos identificēt tos, kuriem ir vēlamās alēles (izturība pret slimību, augļu kvalitāte utt.), negaidot, kamēr augs pabeidz savu ciklu, tādējādi ietaupot daudzus lauka darbus.
Ģenētiskā inženierija kopš 20. gadsimta beigām ir ļāvusi ieviest svešus gēnus kultivētās augu kultūrās., piemēram, slavenā Bt kukurūza (izturīga pret kukaiņiem, pateicoties Bacillus thuringiensis gēniem) vai zeltainie rīsi, kas bagātināti ar A provitamīnu. Lai gan to lietošana ir regulēta un rada sociālas debates, tas ir parādījis, ka ir iespējams piešķirt ļoti specifiskas īpašības, kuras būtu grūti sasniegt tikai ar krustošanu.
Precizitātes uzlabojums, kas balstīts uz tādām rediģēšanas metodēm kā CRISPR-Cas9, iet soli tālākTā vietā, lai ieviestu gēnus no citām sugām, tiek izmantota molekulārā inženierija, lai modificētu noteiktas auga genoma sekvences. Tas paver durvis nevēlamu mutāciju labošanai, gēnu, kas palielina uzņēmību pret slimībām, apklusināšanai vai rezistences vai kvalitātes gēnu efektīvāku versiju aktivizēšanai.
Paralēli tam tā sauktā precīzā augu selekcija integrē datu modeļus, genoma informāciju, detalizētus fenotipus un pat mākslīgo intelektu. lai izstrādātu gandrīz individuāli pielāgotas šķirnes. Dati par gēniem, selekcijas notikumiem, vidi un pārvaldību tiek apvienoti, lai iegūtu lauksaimniecības produktus, kas ir ļoti pielāgoti katra apgabala apstākļiem un lauksaimnieku un nozares prasībām.
Apputeksnēšanas kontrole un hibrīdu ražošana
Būtiska augu selekcionāra darba sastāvdaļa ir kontrolēt, kas kuru apputeksnē.Lai nodrošinātu pašapaugļošanos vai, gluži pretēji, garantētu specifiskus krustojumus, apputeksnēšana jāveic ar ļoti precīzām metodēm.
Ja nepieciešami virzīti krustojumi, parasti ir svarīgi emaskulēt auga ziedus, kas darbosies kā māte.Tas ir, putekšnīcas tiek noņemtas, pirms tās izlaiž ziedputekšņus. To veic, izmantojot pincetes, smalkas šķēres, sūkšanu vai termisku vai ķīmisku apstrādi, kas iznīcina ziedputekšņus, nebojājot auglenīcu. Pēc tam ziedu aizsargā ar maisiņu, lai novērstu svešziedu iekļūšanu līdz manuālas apputeksnēšanas brīdim.
Mākslīgā apputeksnēšana tiek veikta, kad stigma ir uztveroša.To panāk, savācot nobriedušas putekšnīcas no tēviņa un apsmidzinot ziedputekšņus uz emaskulētā zieda drīksnas. Panākumi lielā mērā ir atkarīgi no laika, ziedputekšņu dzīvotspējas (kas ir ļoti jutīgi pret temperatūru un mitrumu) un pietiekamas abu vecāku ziedēšanas pārklāšanās.
Daudzās alogāmās sugās androsterilitāte jeb vīrišķā sterilitāte tiek izmantota, lai plašā mērogā ražotu hibrīdu sēklas.Šajā sistēmā mātesaugi neražo dzīvotspējīgus ziedputekšņus. Tas ļauj izvairīties no nepieciešamības manuāli noņemt miljardiem putekšnīcu; vienkārši iestādiet vīrišķi sterilu rindu blakus apputeksnējošajai rindai un ļaujiet vējam vai kukaiņiem paveikt pārējo. Šo sistēmu plaši izmanto kukurūzas un sorgo, kā arī citu kultūraugu audzēšanā.
Krustojuma partiju izolēšana ir vēl viens svarīgs aspektsLai novērstu nevēlamu ziedputekšņu piesārņojumu, nelielā mērogā tiek izmantoti minimālie attālumi starp lauciņiem, augu barjeras, stādīšanas datumi, kas atšķiras pēc ziedēšanas, un tīkli vai sprosti. Slikta izolācija var sabojāt hibrīdu, kas uz papīra bija lielisks.
Kultūraugu uzlabošanas programmas posmi
Lai gan katrai programmai ir savas nianses, kultūraugu ģenētiskā uzlabošana parasti notiek diezgan līdzīgā posmu secībā.neatkarīgi no tā, vai mēs runājam par lieliem graudaugiem, dārzeņiem vai dekoratīvām sugām.
Vispirms tiek atlasīts sākuma germplasms.Tas nozīmē, ka tiek identificētas šķirnes, līnijas, ģenētiskā materiāla banku paraugi vai savvaļas sugas, kas sniedz interesantas īpašības (raža, izturība, kvalitāte, agrums utt.). Jo plašāka un labāk raksturota šī bāze, jo lielākas ir iespējas kombinēt noderīgus gēnus.
Otrkārt, tiek veiktas plānotās šķērsošanasTas attiecas gan uz komerciālām šķirnēm, gan starp selekcijas līnijām, gan starp kultivāriem un savvaļas formām. Tiek noteikti konkrēti mērķi (piemēram, izturība pret konkrētu sēnīti, nezaudējot tirgojamo augļu izmēru), un krustojumi tiek veidoti tā, lai palielinātu vēlamās kombinācijas iegūšanas iespējas.
Trešais posms ir pēcnācēju atlaseNo hibrīdiem iegūst segregējošas paaudzes (F2, F3 utt.) vai uzlabotas populācijas, un tiek novērtēts liels skaits augu vai dzimtu. Lielākā daļa tiek atmesta; tikai daži vienlaikus atbilst vēlamajiem ražošanas, veselības, adaptācijas un kvalitātes kritērijiem.
Pēc tam kandidātlīnijas vai šķirnes tiek pakļautas vairāku vietu un daudzu gadu lauka izmēģinājumiem.lai pārbaudītu tā faktisko veiktspēju dažādos augsnes, klimata un apsaimniekošanas apstākļos. Mērījumi ietver vidējo ražu un stabilitāti, kā arī tā reakciju uz izplatītākajiem kaitēkļiem un slimībām katrā reģionā.
Tikai tad, kad materiāls ir pierādījis savu pārākumu, tas tiek laists klajā komerciālai lietošanai.ar šķirnes reģistrāciju, sertificētu sēklu ražošanu vai mātes augi (klonālu kultūru gadījumā) un to izplatību lauksaimnieku vai stādaudzētavu vidū. Dārzeņu un dekoratīvo augu gadījumā to bieži vien papildina īpaši apsaimniekošanas ieteikumi, lai maksimāli palielinātu to potenciālu.
Precīzā augu selekcija un saglabāšanas lauksaimniecība
Pēdējos gados ir bijis spēcīgs spiediens runāt par precīzu augu selekciju., ģenētiskās uzlabošanas izpratnes veids, kura mērķis ir izstrādāt individuāli pielāgotus risinājumus katrai kultūrai, apgabalam un ražošanas sistēmai, integrējot ģenētiku, vides datus, pārvaldību un arvien vairāk arī progresīvus skaitļošanas modeļus.
Šī pieeja ir īpaši aktuāla saistībā ar dabas aizsardzības lauksaimniecību un klimata pārmaiņām.Biežāk sastopamie sausuma periodi, karstuma viļņi, spēcīgas lietavas vai netipiskas ziemas rada nepieciešamību pēc izturīgām šķirnēm, kas spēj uzturēt pieņemamu ražu ar mazāku ūdens, mazāku mēslojuma daudzumu un mazāku atkarību no pesticīdiem.
Saglabājošā lauksaimniecība koncentrējas uz pastāvīgākām sistēmām, kurās ir mazāk augsnes apstrādes un lielāka augsnes aizsardzība.Šajā kontekstā daudzgadīgas jeb ilga cikla kultūras iegūst arvien lielāku nozīmi, jo, tiklīdz tās ir ieaugušās, tām gadu no gada ir nepieciešams mazāk resursu, tās samazina eroziju un uzlabo augsnes struktūru. Izaicinājums ir tādu daudzgadīgu šķirņu izstrāde, kas atbilst vai tuvojas tradicionālo viengadīgo kultūru ražai.
Jau pastāv programmas, kuru mērķis ir iegūt daudzgadīgas galveno kultūraugu, piemēram, kviešu vai rīsu, versijas.kā arī izmantojot sugas, kas jau ir daudzgadīgas (noteikti lociņu, brokoļu, tomātu, papriku vai dekoratīvo augu veidi), bet tradicionāli tiek apsaimniekotas kā viengadīgie augi. Šeit ģenētiskā uzlabošana cenšas apvienot ilgmūžību ar labu produktivitāti, slimību stabilitāti un vieglu apsaimniekošanu.
Ja šīm jaunajām šķirnēm izdosies saglabāt konkurētspējīgu ražu, ietekme varētu būt milzīga.Mazāk augsnes apstrādes, mazāk augsnes zudumu, mazāk slāpekļa izskalošanās, mazāks ūdens un degvielas patēriņš un kopumā sistēmas, kas vairāk atbilst resursu saglabāšanai, neupurējot pastāvīgi pieaugošā cilvēku skaita barošanu.
Dārzkopībā šī koncepcija nozīmē zaļo zonu projektēšanu ar uzlabotām, mazprasīgām sugām., kas spēj ilgtermiņā augt ar mazāku laistīšanu, apgriešanu un ķīmisku iejaukšanos, kas ir ļoti svarīgi pilsētās ar ūdens ierobežojumiem vai privātos dārzos, kur kopšanas laiks ir ierobežots.
Kopumā augu selekcija mūsdienās piedāvā klasisko un moderno metožu arsenālu. Pareizi izmantotas, šīs tehnoloģijas ļauj radīt produktīvākas, barojošākas, dekoratīvākas un ilgtspējīgākas kultūras, ko atbalsta ģenētiskā daudzveidība, kas saglabāta ģenētisko materiālu bankās, un pieaugošā izpratne par reproduktīvajām sistēmām un genotipa un vides mijiedarbību. Neatkarīgi no tā, vai runa ir par liela mēroga saimniecībām vai maziem pilsētas dārziem, spēja izvēlēties pielāgotas un uzlabotas šķirnes ir izšķiroša starp problemātisku kultūru un tādu, kas zeļ gandrīz nevainojami.
