Pomôcť pestovateľom nájsť odrody zemiakov, ktoré sú odolnejšie voči potenciálnemu narušeniu tepelnými vlnami, je rozhodujúce pre udržateľnosť a ziskovosť 4.5 milióna ton ročnej produkcie zemiakov v Kanade. Portál Zemiaky.novinky.
Dr. Xu-Qing Li, výskumný pracovník pre poľnohospodárstvo a agropotravinárstvo Kanady (AAFC) z Fredericton Research and Development Center v New Brunswicku, si uvedomuje túto potrebu a už roky študuje tepelný stres v zemiakoch. V roku 2018 posunul svoju prácu na ďalšiu úroveň spojením síl s tímom vedcov z University of New Brunswick a množstvom medzinárodných spolupracovníkov, aby študovali reakciu 55 rôznych odrôd zemiakov na tepelný stres, prvú rozsiahlu štúdiu. svojho druhu.
Vo väčšine študovaných odrôd tepelný stres zmenšil veľkosť listov, ale zvýšil vrcholy a výšku rastlín, pričom výrazne znížil počet a hmotnosť hľúz. Táto štúdia tiež určila, ktoré odrody boli najviac odolné voči teplu: Eramosa, Chieftain, AC Belmont a Superior.
Identifikácia týchto odrôd bola dôležitým prvým krokom, ale ani týmto zemiakom sa v horúčavách príliš nedarilo, takže bolo jasné, že je potrebný ďalší výskum. V roku 2020 Dr. Lee spolupracoval s kolegom z AAFC Dr. Benoîtom Bizimungu a vedcami z Queen's University na vykonaní výskumu, ktorý bol neskôr ocenený časopisom American Journal of Potato Research.
Vo svojej publikácii "Vplyv skorej zrelosti na odolnosť voči tepelnému stresu u päťdesiatich odrôd zemiakovZdôraznilo sa, že odrody zemiakov známe svojim skorým dozrievaním na poli rástli rovnakým tempom ako neskoršie, keď boli vystavené tepelnému stresu v skleníkoch, t.j. teplo vlastne spomalilo ich proces dozrievania.
Štúdia doktora Leeho a kolegov sa snažila identifikovať špecifické gény zemiakov, ktoré by mohli pomôcť vysvetliť, prečo je to tak, a mechanizmy, ktoré určujú, či odroda zemiakov dozrie skoro alebo neskoro.
Tepelný stres spôsobuje, že zemiak reaguje zmenou času, ktorý potrebuje na dozretie, a vyššie teploty v skutočnosti spomaľujú jeho rast.
Po tejto ocenenej štúdii Dr. Lee spustil a viedol nový výskumný projekt s cieľom dozvedieť sa ešte viac a ponoriť sa hlbšie do genómových mechanizmov reakcie zemiakov na tepelný stres. V roku 2020 identifikoval gény, ktoré regulujú klíčenie vyvolané teplom.
Zemiaky pestované v horúcom a suchom lete majú často chybu nazývanú „predzberová sadba“ alebo „teplá sadba“, ktorá môže zmeniť chemické zloženie hľúz a znížiť celkovú kvalitu a predajnosť zemiaka.
V tejto štúdii bolo použitých 18 rôznych kultivarov, aby sa zistilo, či samotné podmienky tepelného stresu sú príčinou problematických klíčkov. Projekt potvrdil, že vinníkom je skutočne teplo a že prirodzená predčasnosť alebo neskorosť danej odrody nemá nič spoločné s tým, či vyklíčila pod stresom.
Aby sa dospelo k tomuto záveru, výskumníci spolupracujúci s Dr. Li študovali transkriptómové reakcie tepelne namáhaných zemiakov. Výskum transkriptómu zahŕňa skúmanie génov, sietí génových interakcií a vlastností mRNA bunky, aby sme zistili, ako sa správajú, keď sú konfrontované s environmentálnymi faktormi alebo chorobami, čo poskytuje veľmi hlboký a podrobný pohľad na správanie a funkciu buniek.
Štúdia zistila, že gény spojené s dormanciou sú v tepelne stresovaných zemiakoch downregulované, rovnako ako v pozberových pozberových pozberových zemiakoch zaťažených teplom, čo naznačuje, že metabolizmus rastlinných hormónov hrá kľúčovú úlohu pri klíčení. Tieto informácie sa ukážu ako užitočné pri genetickom zlepšovaní odrôd zemiakov na odolnosť voči klíčeniu za podmienok vysokej teploty.
„To, čo sme zistili, pomôže farmárom a spracovateľom lepšie sa rozhodnúť, ako skladovať a spracovávať teplom namáhané zemiaky,“ hovorí Xiu-Qing Li. "Toto je výzva, ktorej čelia výrobcovia na celom svete, a bolo skvelé, že sme mohli prispieť k nášmu pochopeniu problému a poskytnúť odporúčania založené na dôkazoch." Štúdia poskytla dôležité poznatky o výbere odrôd zemiakov na pestovanie, o tom, ako najlepšie plánovať skladovanie a používanie zemiakov zaťažených teplom, a poznatky, ktoré pomôžu pri vývoji odrôd odolných voči teplu v budúcnosti.
Keďže klimatická zmena hrozí, že prinesie ešte teplejšie a nestálejšie počasie, Dr. Lee navrhuje ďalšie hodnotenie odrôd počas horúcich letných podmienok a ďalší rozvoj komplexných stratégií na zníženie rizika tepelného stresu.
Tento výskum je neoceniteľným príspevkom k zníženiu rizika produkcie zemiakov v Kanade a na celom svete.