Ir ļoti svarīgi palīdzēt audzētājiem atrast kartupeļu šķirnes, kas ir izturīgākas pret iespējamiem karstuma izraisītiem augšanas traucējumiem, lai nodrošinātu Kanādas kartupeļu ražošanas ilgtspējību un rentabilitāti, kas vidēji ir 4.5 miljoni tonnu gadā, ziņo. Portāls Kartupeļi.ziņas.
Atzīstot šo vajadzību, doktors Sju-Cjins Li, Kanādas lauksaimniecības un lauksaimniecības pārtikas produktu (AAFC) zinātnieks Frederiktonas pētniecības un attīstības centrā Ņūbransvikā, daudzus gadus ir pētījis karstuma stresu kartupeļos. 2018. gadā viņš pacēla savu darbu uz nākamo līmeni, apvienojot spēkus ar zinātnieku komandu Ņūbransvikas Universitātē un vairākiem starptautiskiem līdzstrādniekiem, lai izpētītu 55 dažādu kartupeļu šķirņu reakciju uz karstuma stresu, kas ir pirmais liela mēroga pētījums. sava veida.
Lielākajā daļā pētīto šķirņu karstuma stress samazināja lapu izmērus, bet palielināja augu galotnes un augstumu, vienlaikus ievērojami samazinot bumbuļu skaitu un svaru. Šis pētījums arī noteica, kuras šķirnes bija karstumizturīgākās: Eramosa, Chieftain, AC Belmont un Superior.
Šo šķirņu noteikšana bija svarīgs pirmais solis, taču pat šiem kartupeļiem karstumā neveicās īpaši labi, tāpēc bija skaidrs, ka ir nepieciešami papildu pētījumi. 2020. gadā Dr. Lee kopā ar AAFC kolēģi Dr. Benuā Bizimungu un Karalienes universitātes zinātniekiem veica pētījumu, kas vēlāk tika atzīts ar American Journal of Potato Research Award balvu.
Viņu publikācijā "Agrīna brieduma ietekme uz piecdesmit kartupeļu šķirņu izturību pret karstuma stresu" tika uzsvērts, ka kartupeļu šķirnes, kas pazīstamas ar agro nogatavošanos uz lauka, auga tādā pašā ātrumā kā vēlākās, kad tās tika pakļautas siltumnīcās karstuma stresam, t.i. siltums faktiski palēnināja to nogatavošanās procesu.
Dr Lee un viņa kolēģu pētījums mēģināja identificēt konkrētus kartupeļu gēnus, kas varētu palīdzēt izskaidrot, kāpēc tas tā ir, un mehānismus, kas nosaka, vai kartupeļu šķirne nogatavosies agri vai vēlu.
Karstuma stress liek kartupeļiem reaģēt, mainot laiku, kas nepieciešams to nogatavošanai, un augstāka temperatūra faktiski palēnina to augšanu.
Pēc šī godalgotā pētījuma Dr. Lee uzsāka un vadīja jaunu pētniecības projektu, lai uzzinātu vēl vairāk un dziļāk ienirt genoma mehānismos kartupeļu reakcijai uz karstuma stresu. 2020. gadā viņš identificēja gēnus, kas regulē siltuma izraisītu dīgtspēju.
Kartupeļiem, kas audzēti karstās, sausās vasarās, bieži ir defekts, ko sauc par "pirmsražas asnu" vai "karstuma asnu", kas var mainīt bumbuļu ķīmisko sastāvu un samazināt kopējo kartupeļu kvalitāti un tirgojamību.
Šajā pētījumā tika izmantotas 18 dažādas šķirnes, lai noskaidrotu, vai karstuma stresa apstākļi vien bija problēmu asnu cēlonis. Projekts apstiprināja, ka vaininieks patiešām bija karstums un attiecīgās šķirnes dabiskajam agrīnajam vai vēlīnajam briedumam nav nekā kopīga ar to, vai tā audzēja stādus stresa apstākļos.
Lai nonāktu pie šāda secinājuma, pētnieki, kas strādāja ar Dr. Li, pētīja karstuma stresam pakļauto kartupeļu transkriptomiskās reakcijas. Transkriptomiskie pētījumi ietver šūnas gēnu, gēnu mijiedarbības tīklu un mRNS īpašību izpēti, lai noskaidrotu, kā tā uzvedas, saskaroties ar vides faktoriem vai slimībām, sniedzot ļoti dziļu un detalizētu ieskatu šūnu uzvedībā un darbībā.
Pētījumā konstatēts, ka ar karstuma spriedzi pakļautiem kartupeļiem, tāpat kā karstuma stresa pakļautiem kartupeļiem pēc ražas novākšanas, ar miegainību saistītie gēni tika samazināti, norādot, ka augu hormonu metabolismam ir galvenā loma dīgtspējā. Šī informācija būs noderīga, ja runa ir par kartupeļu šķirņu ģenētisko uzlabošanu, lai tās izturētu dīgšanu augstas temperatūras apstākļos.
“Tas, ko mēs atklājām, palīdzēs lauksaimniekiem un pārstrādātājiem pieņemt labākos lēmumus par to, kā uzglabāt un apstrādāt karstuma slogotus kartupeļus,” saka Xiu-Qing Li. "Šis ir izaicinājums, ar ko saskaras ražotāji visā pasaulē, un bija lieliski, ka varējām palīdzēt mūsu izpratnei par problēmu un sniegt uz pierādījumiem balstītus ieteikumus." Pētījumā tika gūtas svarīgas atziņas par kartupeļu šķirņu izvēli audzēšanai, kā vislabāk plānot karstuma nomocīto kartupeļu uzglabāšanu un izmantošanu, kā arī zināšanas, kas nākotnē palīdzēs attīstīt karstumizturīgas šķirnes.
Tā kā klimata pārmaiņas apdraud vēl karstākus un nepastāvīgākus laikapstākļus, Dr. Lee iesaka turpināt šķirņu novērtēšanu karstos vasaras apstākļos un turpināt izstrādāt visaptverošas stratēģijas, lai samazinātu karstuma stresa risku.
Šis pētījums ir nenovērtējams ieguldījums kartupeļu audzēšanas riska samazināšanā Kanādā un visā pasaulē.