کمک به تولیدکنندگان برای یافتن گونههای سیبزمینی که در برابر اختلالات احتمالی موج گرما مقاومتر هستند، برای پایداری و سودآوری تولید 4.5 میلیون تن سیبزمینی کانادا در سال حیاتی است. پورتال Potatoes.news.
دکتر Xu-Qing Li، پژوهشگر کشاورزی و کشاورزی و مواد غذایی کانادا (AAFC) در مرکز تحقیق و توسعه فردریکتون در نیوبرانزویک، با درک این نیاز، سال ها استرس گرمایی را در سیب زمینی مطالعه کرده است. در سال 2018، او کار خود را با پیوستن به نیروها با تیمی از دانشمندان از دانشگاه نیوبرانزویک و تعدادی از همکاران بین المللی برای مطالعه واکنش 55 نوع سیب زمینی مختلف به استرس گرمایی، که اولین مطالعه در مقیاس بزرگ است، به سطح بالاتری برد. از نوع خود
در اکثر واریتههای مورد مطالعه، تنش گرمایی باعث کاهش اندازه برگها شد، اما باعث افزایش سطح و ارتفاع بوتهها شد و در عین حال تعداد و وزن غدهها را بسیار کاهش داد. این مطالعه همچنین تعیین کرد که کدام واریتهها بیشترین تحمل گرما را داشتند: اراموزا، چیفتین، AC Belmont و Superior.
شناسایی این گونهها اولین قدم مهم بود، اما حتی این سیبزمینیها هم در گرما عملکرد خوبی نداشتند، بنابراین مشخص بود که تحقیقات بیشتری مورد نیاز است. در سال 2020، دکتر لی با همکار AAFC، دکتر Benoît Bizimungu و دانشمندان دانشگاه کوئینز برای انجام تحقیقاتی که بعداً به مجله آمریکایی تحقیقات سیب زمینی اهدا شد، همکاری کرد.
در نشریه خود "تأثیر زودرسی بر مقاومت به تنش گرمایی در پنجاه رقم سیب زمینیتاکید شد که گونههای سیبزمینی که به دلیل زودرس شدنشان در مزرعه شناخته میشوند، به همان سرعتی رشد کردند که بعدها در گلخانهها تحت فشار گرمایی قرار گرفتند، یعنی. گرما در واقع روند بلوغ آنها را کند کرد.
مطالعه دکتر لی و همکارانش به دنبال شناسایی ژنهای خاص سیبزمینی بود که میتواند به توضیح اینکه چرا چنین است و مکانیسمهایی که تعیین میکنند یک نوع سیبزمینی زودرس یا دیر بالغ میشود، کمک کند.
استرس گرمایی باعث می شود که سیب زمینی با تغییر زمان رسیدن به آن واکنش نشان دهد و دمای بالاتر در واقع رشد آن را کند می کند.
پس از این مطالعه برنده جایزه، دکتر لی پروژه تحقیقاتی جدیدی را راه اندازی و رهبری کرد تا حتی بیشتر بیاموزد و به مکانیسم های ژنومی واکنش سیب زمینی به استرس گرمایی عمیق تر بپردازد. در سال 2020، او ژن هایی را شناسایی کرد که جوانه زنی ناشی از گرما را تنظیم می کنند.
سیبزمینیهایی که در تابستانهای گرم و خشک رشد میکنند اغلب دارای نقصی به نام «نهالهای قبل از برداشت» یا «نهال گرمایی» هستند که میتواند ترکیب شیمیایی غدهها را تغییر دهد و کیفیت کلی و بازارپسندی سیبزمینی را کاهش دهد.
در این مطالعه از 18 رقم مختلف استفاده شد تا مشخص شود که آیا شرایط تنش گرمایی به تنهایی عامل ایجاد جوانه های مشکل ساز است یا خیر. این پروژه تأیید کرد که گرما واقعاً مقصر بوده است و زودرس بودن یا دیررس بودن گونه مورد نظر هیچ ارتباطی با جوانه زدن آن در شرایط استرس ندارد.
برای رسیدن به این نتیجه، محققانی که با دکتر لی کار میکردند، پاسخهای رونویسی سیبزمینیهای تحت فشار گرما را مطالعه کردند. تحقیقات رونوشت شامل بررسی ژنها، شبکههای برهمکنش ژنی و ویژگیهای mRNA یک سلول برای مشاهده نحوه رفتار آنها در هنگام مواجهه با عوامل محیطی یا بیماریها است و نگاهی عمیق و دقیق به رفتار و عملکرد سلول ارائه میکند.
این مطالعه نشان داد که ژنهای مرتبط با خواب در سیبزمینیهایی که تحت تنش گرمایی هستند، تنظیم میشوند، همانطور که در سیبزمینیهای تحت استرس گرمایی پس از برداشت پس از برداشت، تنظیم میشوند، که نشان میدهد متابولیسم هورمونهای گیاهی نقش کلیدی در جوانهزنی دارد. این اطلاعات برای بهبود ژنتیکی گونه های سیب زمینی برای مقاومت در برابر جوانه زنی در شرایط دمای بالا مفید خواهد بود.
Xiu-Qing Li میگوید: «آنچه ما پیدا کردیم به کشاورزان و پردازشکنندگان کمک میکند تا در مورد نحوه نگهداری و پردازش سیبزمینیهای تحت فشار گرما تصمیمگیری بهتری بگیرند. این چالشی است که تولیدکنندگان در سرتاسر جهان با آن روبرو هستند و این بسیار عالی بود که بتوانیم به درک ما از این موضوع کمک کنیم و توصیههای مبتنی بر شواهد ارائه کنیم.» این مطالعه بینشهای مهمی را در مورد انتخاب گونههای سیبزمینی برای رشد، نحوه بهترین برنامهریزی برای ذخیرهسازی و استفاده از سیبزمینیهای تحت تنش گرما و دانشی برای کمک به توسعه گونههای مقاوم به گرما در آینده ارائه کرد.
از آنجایی که تغییرات اقلیمی تهدید میکند هوای گرمتر و نامنظمتری را به همراه داشته باشد، دکتر لی ارزیابی بیشتر گونهها در شرایط گرم تابستان و توسعه بیشتر استراتژیهای جامع برای کاهش خطر استرس گرمایی را پیشنهاد میکند.
این تحقیق کمک ارزشمندی به کاهش خطر تولید سیب زمینی در کانادا و سراسر جهان است.