Raporttien mukaan viljelijöiden auttaminen löytämään perunalajikkeita, jotka kestävät paremmin mahdollisia helleaaltojen häiriöitä, on ratkaisevan tärkeää Kanadan 4.5 miljoonan tonnin perunantuotannon kestävyyden ja kannattavuuden kannalta. Portaali Potatoes.news.
Tohtori Xu-Qing Li, Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) tutkija Frederictonin tutkimus- ja kehityskeskuksesta New Brunswickissa, on tutkinut perunoiden lämpöstressiä vuosia. Vuonna 2018 hän vei työnsä uudelle tasolle yhdistämällä voimansa New Brunswickin yliopiston tutkijoiden ja useiden kansainvälisten yhteistyökumppaneiden kanssa tutkiakseen 55 eri perunalajikkeen vastetta lämpöstressiin, ensimmäinen laajamittainen tutkimus. lajissaan.
Useimmissa tutkituissa lajikkeissa lämpöstressi pienensi lehtien kokoa, mutta lisäsi kasvien latvoja ja korkeutta, samalla kun mukuloiden lukumäärä ja paino vähenivät huomattavasti. Tässä tutkimuksessa selvitettiin myös, mitkä lajikkeet kestivät eniten lämpöä: Eramosa, Chieftain, AC Belmont ja Superior.
Näiden lajikkeiden tunnistaminen oli tärkeä ensimmäinen askel, mutta nämäkään perunat eivät menestyneet erityisen hyvin helteessä, joten oli selvää, että lisätutkimusta tarvitaan. Vuonna 2020 tohtori Lee teki yhteistyötä AAFC:n kollegansa tohtori Benoît Bizimungun ja Queen's Universityn tutkijoiden kanssa tutkimuksen, joka sai myöhemmin American Journal of Potato Research -palkinnon.
Heidän julkaisussaan "Varhaisen kypsymisen vaikutus lämpöstressin kestävyyteen viidessäkymmenessä perunalajikkeessaKorostettiin, että varhaisesta pellolla kypsymisestä tunnetut perunalajikkeet kasvoivat samaa vauhtia kuin myöhemmät, kun ne altistettiin lämpöstressille kasvihuoneissa, ts. lämpö itse asiassa hidasti niiden kypsymisprosessia.
Tohtori Leen ja kollegoiden tutkimuksessa pyrittiin tunnistamaan tiettyjä perunageenejä, jotka voisivat auttaa selittämään, miksi näin on, ja mekanismeja, jotka määrittävät, kypsyykö perunalajike aikaisin vai myöhään.
Lämpöstressi saa perunan reagoimaan muuttamalla sen kypsymiseen kuluvaa aikaa, ja korkeammat lämpötilat itse asiassa hidastavat sen kasvua.
Tämän palkitun tutkimuksen jälkeen tohtori Lee käynnisti ja johti uuden tutkimusprojektin oppiakseen entistä enemmän ja sukeltaakseen syvemmälle perunan lämpöstressiin reagoivan genomisen mekanismeihin. Vuonna 2020 hän tunnisti geenit, jotka säätelevät lämmön aiheuttamaa itävyyttä.
Kuumina ja kuivina kesinä kasvatetuissa perunoissa on usein vika, jota kutsutaan "sadonkorjuuta edeltäviksi taimiksi" tai "lämmöksi taimiksi", joka voi muuttaa mukuloiden kemiallista koostumusta ja heikentää perunan yleistä laatua ja myyntikelpoisuutta.
Tässä tutkimuksessa käytettiin 18 eri lajiketta selvittääkseen, ovatko lämpöstressiolosuhteet yksinään ongelmallisten versojen syy. Hanke vahvisti, että lämpö todellakin oli syyllinen ja että kyseessä olevan lajikkeen luonnollisella varhaisuudella tai myöhäisyydellä ei ollut mitään tekemistä sen kanssa, itäkö se stressin alaisena.
Tämän johtopäätöksen saavuttamiseksi tutkijat, jotka työskentelevät tohtori Li:n kanssa, tutkivat lämpöstressin saaneiden perunoiden transkriptiovasteita. Transkriptiotutkimukseen kuuluu solun geenien, geenivuorovaikutusverkostojen ja mRNA-ominaisuuksien tutkiminen, jotta nähdään, kuinka ne käyttäytyvät ympäristötekijöiden tai sairauksien kohtaamisessa, mikä tarjoaa erittäin syvän ja yksityiskohtaisen kuvan solun käyttäytymisestä ja toiminnasta.
Tutkimuksessa todettiin, että lepotilaan liittyvät geenit säätelevät alas lämpöstressissä perunoissa, aivan kuten sadonkorjuun jälkeisissä lämpöstressissä perunoissa, mikä osoittaa, että kasvihormonien aineenvaihdunnalla on keskeinen rooli itämisessä. Nämä tiedot ovat hyödyllisiä, kun on kyse perunalajikkeiden geneettisestä parantamisesta itämiskestävyyden kannalta korkeissa lämpötiloissa.
"Löysimme auttaa maanviljelijöitä ja jalostajia tekemään parempia päätöksiä lämpöstressiperunoiden varastoinnista ja prosessoinnista", Xiu-Qing Li sanoo. "Tämä on haaste, jota valmistajat kohtaavat ympäri maailmaa, ja oli hienoa, että pystyimme edistämään ongelman ymmärtämistä ja antamaan näyttöön perustuvia suosituksia." Tutkimus antoi tärkeitä näkemyksiä kasvatettavien perunalajikkeiden valinnasta, lämpöstressiperunoiden varastoinnin ja käytön parhaasta suunnittelusta sekä tietoa lämpöä sietävien lajikkeiden kehittämisestä tulevaisuudessa.
Koska ilmastonmuutos uhkaa tuoda vielä kuumemman ja epävakaamman sään, tohtori Lee ehdottaa lajikkeiden lisäarviointia kesän kuumina olosuhteissa ja kattavien strategioiden kehittämistä lämpöstressin riskin vähentämiseksi.
Tämä tutkimus on korvaamaton panos perunan tuotannon riskin vähentämiseen Kanadassa ja ympäri maailmaa.