Pētījumu un publikāciju datu bāze

Projekts ir Latvijas ieguldījums Horizon 2020 projekta INCREASE (https://www.pulsesincrease.eu/) realizācijā. Kopējais projekta mērķis ir uzlabot augu ģenētisko resursu ilgtspējīgu izmantošanu, uzlabojot pārtikas pākšaugu ģenētisko resursu statusu. Izstrādājot efektīvus un iedarbīgus saglabāšanas rīkus un metodes, ko varētu izmantot visa veida ģenētiskajiem resursiem, kā arī veicināt agrobioloģisko daudzveidību un tās izmantošanu Eiropā un ārpus tās.

• Pārtikas pākšaugu ģenētisko resursu datu pārvaldības un koplietošanas uzlabošana, izmantojot optimizētas datu bāzes un viegli pieejamus rīkus.
• Liela apjoma augstas kvalitātes genotipisko un fenotipisko datu iegūšana.
• Inteliģentu kolekciju izstrāde ģenētisko resursu daudzveidības izpētei un inovatīvu saglabāšanas pārvaldības pieeju izstrāde, veicot zinātnes eksperimentu ar sabiedrības līdzdalību (Citizen Science).
• Jaunu zināšanu attīstīšana, piemēram, gēnu atklāšana vai genoma prognozēšana, kas ir viegli pieejamas, izmantojot tīmekļa meklēšanas un vizualizācijas rīku.
• Labākās prakses izstrāde, pārbaude un izplatīšana ģenētisko resursu dinamiskai pārvaldībai Eiropas un ārpus Eiropas institūcijās un iniciatīvās.
• Decentralizētu informācijas tehnoloģiju pieeju izstrāde datu apmaiņai un ģenētisko resursu saglabāšanai.

Dārza pupiņas (Phaseolus vulgaris) ir viens no nozīmīgākajiem pākšaugiem pasaulē, ko audzē gan tropu, gan mērenā klimata joslās. To izcelsme saistīta ar diviem izcelsmes centriem – Andu un Mezomerikas reģioniem, no kuriem pupiņas izplatījušās visā pasaulē. Šodien pupiņas audzē lielākajā daļā pasaules valstu, īpaši Latīņamerikā, Āfrikā un Āzijā, kur tās veido būtisku ikdienas uztura sastāvdaļu (Bellucci et al., 2023).
Pupiņu ražošana pasaulē ir ļoti nozīmīga. Vadošie ražotāji ir Brazīlija, Indija, Meksika, Ķīna un Amerikas Savienotās Valstis. Brazīlijas produkcija veido aptuveni 11–12 % no pasaules produkcijas (Ramadhani et al., 2024). 2023. gadā pasaulē ievākts vairāk nekā 28.5 miljonu tonnu pupiņu kopražas 1. Arī Eiropai pupiņas ir būtisks kultūraugs – tās audzē 163 tūkstošos hektāru, un kopraža 2023. gadā bija 342 tūkst. tonnu1. Ražība pupiņām Eiropā ir vidēji 2.8 reizes augstāka nekā vidēji pārējā pasaulē1. Pupiņu audzēšanu ievērojami atvieglo to izturība un spēja augt ļoti dažādos klimatiskajos un augsnes apstākļos. Kā tipiski pākšaugi tās veido simbiotiskas attiecības ar slāpekli saistošajām baktērijām, nodrošinot augsnes bagātināšanu un samazinot minerālmēslojuma nepieciešamību (Rendón-Anaya et al., 2017). Pateicoties šai īpašībai, pupiņas ir īpaši piemērotas mazintensīvai lauksaimniecībai un var nodrošināt ilgtspējīgas agroekosistēmas.
Dati par pupiņu audzēšanu Latvijā ir skopi. Pamatojoties uz statistikas pārvaldes datiem, 2024. gadā pupiņas audzētas 200 hektāru platībā un no tiem kopumā ievākts 300 t pupiņu sēklu2. Diemžēl pupiņu ražība Latvijā ir teju trīs reizes zemāka nekā Eiropā vidēji. Uzturvērtības ziņā pupiņas ir īpaši nozīmīgas, jo tajās ir daudz augu olbaltumvielu, šķiedrvielu, B grupas vitamīnu, minerālvielu, it īpaši dzelzs un kālija. Tās ir viens no svarīgākajiem olbaltumvielu avotiem reģionos, kur piekļuve dzīvnieku izcelsmes produktiem ir ierobežota vai ekonomiski nepieejama. Pasaules Veselības organizācija un ANO Pārtikas un lauksaimniecības organizācija (FAO) pupiņas atzīst par vienu no būtiskākajiem kultūraugiem, kas palīdz mazināt pārtikas nedrošību, uzlabot uzturu un veicināt ilgtspējīgu lauksaimniecību. (Rebello et al., 2014). Parastās, jeb dārza pupiņas, ir plaši pielietojamas to ēdamo sauso sēklu dēļ, kas veido 90% no pupiņu kopražas. Raža tiek
1 https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL
2 https://data.stat.gov.lv/pxweb/lv/OSP_PUB/START__NOZ__LA__LAG/LAG020/table/tableViewLayout1/

pārstrādāta, lai iegūtu sausās sēklas, pupiņas kā dārzeņus un konservētus produktus. Pākšaugiem ir būtiska loma proteīna nodrošināšanā cilvēka uzturā un dzīvnieku barībā, kā arī vides ilgtspējas veicināšanā. (Rebello et al., 2014).
Parastās pupiņas (Phaseolus vulgaris L.) ir viengadīgs Fabaceae dzimtas augs, kuru dzimtene ir Amerikas tropu reģioni. Parastās, jeb dārza pupiņas, ir diploīds viengadīgs augs ar genoma izmēru aptuveni 520 Mbp un pārsvarā ir pašapputes suga. Tās ir visnozīmīgākais sēklu pākšaugs tiešajam patēriņam visā pasaulē un visvairāk patērētais sēklu pākšaugs Eiropā, ar lielu sociālo un ekonomisko nozīmību. (Belluci et al., 2023)
Ģintī Phaseolus L. ir iekļautas 76 sugas, no kurām piecas ir domesticētas un mūsdienās kultivētas un patērētas: Phaseolus vulgaris, Ph. coccineus, Ph. dumosus, Ph. acutifolius un Ph. lunatus. Pupiņas visbiežāk audzē kā sēklas (sausās pupiņas) vai kā svaigu dārzeni (zaļās jeb pākšu pupiņas). (Belluci et al., 2023)
Pasaules tirgū pupiņu pieprasījums turpina pieaugt, stimulējot jaunus pētījumus par izturīgākām un produktīvākām šķirnēm, kas spēj labāk adaptēties klimata pārmaiņu izraisītajam sausumam, karstumam un slimībām. Salīdzinot ar graudaugiem, pākšaugiem ir mazāka nepieciešamība pēc ūdens un slāpekļa mēslojuma. Simbiotiski saistītais slāpeklis palielina slāpekļa saturu lapās, veicina fotosintēzi un samazina lapu ūdens zudumus. (Ramadhani et al., 2024)
Pupiņas veicina vides ilgtspējību, jo tās piesaista atmosfēras slāpekli, uzlabo augsnes kvalitāti un ierobežo nezāles. (Rendón-Anaya et al., 2017). Pupiņu un gumiņbaktēriju simbioze ir salīdzinoši specifiska, un Latvijā pieņemtajā klasifikācijā dārza pupiņas inficē Rhizobium phaseoli. Diemžēl dārza pupiņu un gumiņbaktērtiju simbiozes pētījumiem Latvijas apstākļos nav pievērsta pietiekama uzmanība (par šo tēmu LLA&LLU&LBTU izstrādāti tikai divi studentu noslēguma darbi).
Palielinot pākšaugu audzēšanu, Eiropa varētu nodrošināt pašpietiekamību proteīna apgādē un dažādot lauksaimniecisko ražošanu.
Projekta INCREASE mērķis ir uzlabot augu ģenētisko resursu ilgtspējīgu izmantošanu, uzlabojot četru svarīgu pārtikas pākšaugu ģenētisko resursu statusu: auna zirņu, dārza pupiņu, lēcu, lupīnu. Izstrādājot efektīvus un iedarbīgus saglabāšanas rīkus un metodes, ko varētu izmantot visa veida ģenētiskajiem resursiem, INCREASE mērķis ir veicināt agrobioloģisko daudzveidību un tās izmantošanu Eiropā un ārpus tās.
Mērķa realizācijai izvirzītie uzdevumi:
1. Pārtikas pākšaugu ģenētisko resursu datu pārvaldības un koplietošanas uzlabošana, izmantojot optimizētas datu bāzes un viegli pieejamus rīkus.
2. Liela apjoma augstas kvalitātes genotipisko un fenotipisko datu iegūšana.
3. Inteliģentu kolekciju izstrāde ģenētisko resursu daudzveidības izpētei un inovatīvu saglabāšanas pārvaldības pieeju izstrāde, veicot līdzdalības sabiedrības zinātnes eksperimentu.
4. Jaunu zināšanu attīstīšana, piemēram, gēnu atklāšana vai genoma prognozēšana, kas ir viegli pieejamas, izmantojot tīmekļa meklēšanas un vizualizācijas rīku.
5. Labākās prakses izstrāde, pārbaude un izplatīšana ģenētisko resursu dinamiskai pārvaldībai Eiropas un ārpus Eiropas institūcijās un iniciatīvās.
6. Decentralizētu informācijas tehnoloģiju pieeju izstrāde datu apmaiņai un ģenētisko resursu saglabāšanai.

Projekts balstās uz sinerģisku un metodoloģisku integrāciju ar fokusu uz selekciju, menedžmentu un zināšanu izplatību. Projekts aptver visus Eiropas agroklimatiskos reģionus, vides un sociālekonomiskās iespējas, tādējādi palielinot pākšaugu produkcijas potenciālu Eiropā, veicinot pākšaugu iekļaušanu lauksaimniecības sistēmās, veicinot ilgtspējību attīstību globālo pārmaiņu kontekstā.
Latvijas partneri ir integrējušies projekta pētnieku grupā un fokusējas uz pupiņu ģenētisko daudzveidību un to ietekmējošo faktoru skaidrošanu.
Projekta darba uzdevumi
Pētījuma “Increase – Intelektuālas pārtikas pākšaugu ģenētisko resursu kolekcijas Eiropas lauksaimniecības pārtikas sistēmām” uzdevumi 2025. gadam
1. Veikt fenotipisko izvērtējumu 2024. gadā iegūtajiem kloniem, pašreiz ir nākuši kolekcijai klāt 4 jauni kloni, kuriem tiks veikta fenotipiskā izvērtēšana. Salīdzināšanai tiks sēti arī kolekcijā esošie kloni.
2. Papildināt atlasīto klonu kolekciju ar jauniem kloniem.
3. Noteikt katra klona simbiotiskās slāpekļa saistīšanas (BNF) efektivitāti, ražu un ražas (proteīna saturs) kvalitāti. Plānots pupiņu kolekciju audzēt divās vietās.
4. Iesaistīties projektā plānotajos pasākumos un informēt sabiedrību par rezultātiem.
Atskaitē iekļauta informācija par visos trīs projekta gados iegūtajiem rezultātiem.
Par Latvijā audzētajiem dārza pupiņu genotipiem top mājas lapa.

Plašāku informāciju skatīt pielikumā esošajā failā