Pomaganje uzgajivačima da pronađu sorte krompira koje su otpornije na potencijalne poremećaje toplotnog talasa ključno je za održivost i profitabilnost kanadske proizvodnje krompira od 4.5 miliona tona godišnje, izvještavaju Portal Potatoes.news.
Prepoznajući ovu potrebu, dr. Xu-Qing Li, naučni saradnik za poljoprivredu i poljoprivredu Kanade (AAFC) u Fredericton istraživačkom i razvojnom centru u New Brunswicku, godinama proučava toplotni stres u krompiru. Godine 2018. podigao je svoj rad na viši nivo udruživši snage s timom naučnika sa Univerziteta New Brunswick i brojnim međunarodnim suradnicima na proučavanju reakcije 55 različitih sorti krompira na toplotni stres, što je bila prva studija velikih razmjera. svoje vrste.
U većini proučavanih sorti, toplotni stres je smanjio veličinu listova, ali je povećao vrhove i visinu biljaka, dok je u velikoj mjeri smanjio broj i težinu gomolja. Ovo istraživanje je takođe utvrdilo koje su sorte bile najtolerantnije na toplotu: Eramosa, Chieftain, AC Belmont i Superior.
Identifikacija ovih sorti bila je važan prvi korak, ali čak ni ovi krompiri nisu bili naročito dobri na vrućini, pa je bilo jasno da je potrebno više istraživanja. Godine 2020. dr. Lee je sarađivao sa AAFC kolegom dr. Benoîtom Bizimunguom i naučnicima na Queen's univerzitetu kako bi sproveli istraživanje koje je kasnije nagrađeno American Journal of Potato Research.
U njihovoj publikaciji"Uticaj rane zrelosti na otpornost na toplotni stres kod pedeset sorti krompiraNaglašeno je da su sorte krompira poznate po ranom sazrevanju u polju rasle istom brzinom kao i one kasnije kada su bile izložene toplotnom stresu u plastenicima, tj. vrućina je zapravo usporila njihov proces sazrijevanja.
Studija koju su proveli dr. Lee i kolege nastojali su da identifikuju specifične gene krompira koji bi mogli da pomognu da se objasni zašto je to slučaj i mehanizmi koji određuju da li će sorta krompira sazreti rano ili kasno.
Toplotni stres uzrokuje da krumpir reagira promjenom vremena koje mu je potrebno da sazri, a više temperature zapravo usporavaju njegov rast.
Nakon ove nagrađivane studije, dr. Lee je pokrenuo i vodio novi istraživački projekat kako bi naučio još više i zaronio dublje u genomske mehanizme odgovora krompira na toplotni stres. 2020. godine identificirao je gene koji reguliraju klijanje izazvano toplinom.
Krompir uzgojen u vrućim, sušnim ljetima često ima defekt koji se naziva "pre žetvene sadnice" ili "presadnice" koje mogu promijeniti hemijski sastav gomolja i smanjiti ukupni kvalitet i tržišnu sposobnost krumpira.
U ovoj studiji korišćeno je 18 različitih sorti kako bi se otkrilo da li su uslovi toplotnog stresa sami uzrok problematičnih klica. Projekt je potvrdio da je toplota zaista krivac, te da prirodna prerano doba ili kasnost sorte o kojoj je riječ nema nikakve veze s tim da li je nicala pod stresom.
Da bi došli do ovog zaključka, istraživači koji su radili sa dr. Lijem proučavali su reakcije transkriptoma krompira pod uticajem toplote. Istraživanje transkriptoma uključuje ispitivanje gena, mreža interakcija gena i karakteristika mRNA ćelije kako bi se vidjelo kako se ponašaju kada su suočeni s faktorima okoline ili bolestima, pružajući vrlo dubok i detaljan pogled na ponašanje i funkciju ćelije.
Studija je otkrila da su geni povezani sa mirovanjem smanjeni u krumpiru pod toplinskim stresom, baš kao što je to slučaj u krumpiru nakon berbe koji je podvrgnut toplini nakon berbe, što ukazuje da metabolizam biljnih hormona igra ključnu ulogu u klijanju. Ove informacije će se pokazati korisnima kada je u pitanju genetski poboljšanje otpornosti sorti krompira na klijanje u uslovima visoke temperature.
„Ono što smo otkrili pomoći će poljoprivrednicima i prerađivačima da donesu bolje odluke o tome kako skladištiti i prerađivati krompir pod toplinskim stresom“, kaže Xiu-Qing Li. “Ovo je izazov s kojim se suočavaju proizvođači širom svijeta i bilo je sjajno moći doprinijeti našem razumijevanju problema i pružiti preporuke zasnovane na dokazima.” Studija je dala važne uvide u izbor sorti krompira za uzgoj, kako najbolje planirati skladištenje i upotrebu krompira pod uticajem toplote i znanja koja će pomoći u razvoju sorti otpornih na toplotu u budućnosti.
Kako klimatske promjene prijete da donesu još toplije i nestabilnije vrijeme, dr. Lee predlaže dalju evaluaciju sorti tokom vrućih ljetnih uslova i dalji razvoj sveobuhvatnih strategija za smanjenje rizika od toplotnog stresa.
Ovo istraživanje je neprocjenjiv doprinos smanjenju rizika od proizvodnje krompira u Kanadi i širom svijeta.