Ajutarea cultivatorilor să găsească soiuri de cartofi care sunt mai rezistente la potențialele perturbări cauzate de valul de căldură este esențială pentru sustenabilitatea și rentabilitatea producției de cartofi de 4.5 milioane de tone pe an din Canada, relatează. Portal Potatoes.news.
Recunoscând această nevoie, dr. Xu-Qing Li, cercetător pentru Agricultură și Agroalimentare Canada (AAFC) la Centrul de Cercetare și Dezvoltare Fredericton din New Brunswick, studiază de ani de zile stresul termic la cartofi. În 2018, și-a dus munca la următorul nivel, unindu-și forțele cu o echipă de oameni de știință de la Universitatea din New Brunswick și un număr de colaboratori internaționali pentru a studia răspunsul a 55 de soiuri diferite de cartofi la stresul termic, primul studiu la scară largă. de felul sau.
La majoritatea soiurilor studiate, stresul termic a redus dimensiunea frunzelor, dar a crescut vârfurile și înălțimea plantelor, reducând în același timp foarte mult numărul și greutatea tuberculilor. Acest studiu a determinat, de asemenea, care soiuri au fost cele mai tolerante la căldură: Eramosa, Chieftain, AC Belmont și Superior.
Identificarea acestor soiuri a fost un prim pas important, dar nici acești cartofi nu s-au descurcat deosebit de bine la căldură, așa că era clar că era nevoie de mai multe cercetări. În 2020, dr. Lee a colaborat cu colegul AAFC, dr. Benoît Bizimungu și cu oamenii de știință de la Universitatea Queen, pentru a efectua cercetări care ulterior au fost premiate cu American Journal of Potato Research.
În publicația lor "Influența maturității timpurii asupra rezistenței la stres termic la cincizeci de soiuri de cartofiS-a subliniat că soiurile de cartofi cunoscute pentru coacerea lor timpurie în câmp au crescut în același ritm ca și cele ulterioare când au fost supuse stresului termic în sere, adică. căldura le-a încetinit de fapt procesul de maturare.
Studiul efectuat de Dr. Lee și colegii sai a căutat să identifice gene specifice de cartofi care ar putea ajuta la explicarea de ce este cazul și mecanismele care determină dacă un soi de cartofi se va maturiza devreme sau târziu.
Stresul termic face ca cartoful să reacționeze schimbând timpul necesar pentru a se coace, iar temperaturile mai ridicate îi încetinesc de fapt creșterea.
În urma acestui studiu premiat, dr. Lee a lansat și a condus un nou proiect de cercetare pentru a afla și mai multe și pentru a se scufunda mai adânc în mecanismele genomice ale răspunsului cartofului la stresul termic. În 2020, el a identificat genele care reglează germinația indusă de căldură.
Cartofii cultivați în veri calde și uscate au adesea un defect numit „răsaduri înainte de recoltare” sau „răsaduri de căldură” care poate modifica compoziția chimică a tuberculilor și poate reduce calitatea generală și capacitatea de comercializare a cartofului.
În acest studiu, 18 soiuri diferite au fost folosite pentru a afla dacă numai condițiile de stres termic sunt cauza lăstarilor problematici. Proiectul a confirmat că căldura a fost într-adevăr vinovată și că precocitatea naturală sau tardivitatea soiului în cauză nu are nicio legătură cu faptul că a încolțit sub stres.
Pentru a ajunge la această concluzie, cercetătorii care lucrează cu Dr. Li au studiat răspunsurile la transcriptom ale cartofilor stresați de căldură. Cercetarea transcriptomului implică examinarea genelor, a rețelelor de interacțiune a genelor și a caracteristicilor ARNm ale unei celule pentru a vedea cum se comportă atunci când se confruntă cu factori de mediu sau boli, oferind o privire foarte profundă și detaliată asupra comportamentului și funcției celulei.
Studiul a constatat că genele asociate cu starea de repaus sunt reglate în jos în cartofii stresați la căldură, la fel cum sunt în cartofii stresați la căldură post-recoltare, după recoltare, ceea ce indică faptul că metabolismul hormonului vegetal joacă un rol cheie în germinare. Aceste informații se vor dovedi utile atunci când vine vorba de îmbunătățirea genetică a soiurilor de cartofi pentru rezistența la germinare în condiții de temperatură ridicată.
„Ceea ce am descoperit va ajuta fermierii și procesatorii să ia decizii mai bune cu privire la modul de depozitare și procesare a cartofilor stresați la căldură”, spune Xiu-Qing Li. „Aceasta este o provocare cu care se confruntă producătorii din întreaga lume și a fost grozav să putem contribui la înțelegerea noastră a problemei și să oferim recomandări bazate pe dovezi.” Studiul a oferit informații importante despre alegerea soiurilor de cartofi de cultivat, cum să planificați cel mai bine depozitarea și utilizarea cartofilor stresați la căldură și cunoștințe pentru a ajuta la dezvoltarea soiurilor tolerante la căldură în viitor.
Pe măsură ce schimbările climatice amenință să aducă o vreme și mai caldă și mai neregulată, dr. Lee sugerează o evaluare suplimentară a soiurilor în condițiile calde de vară și dezvoltarea în continuare a strategiilor cuprinzătoare pentru a reduce riscul de stres termic.
Această cercetare este o contribuție neprețuită la reducerea riscului producției de cartofi în Canada și în întreaga lume.