Το να βοηθήσουμε τους καλλιεργητές να βρουν ποικιλίες πατάτας που είναι πιο ανθεκτικές σε πιθανή διαταραχή του καύσωνα είναι ζωτικής σημασίας για τη βιωσιμότητα και την κερδοφορία της παραγωγής πατάτας του Καναδά των 4.5 εκατομμυρίων τόνων ετησίως, αναφέρει Πύλη Potatoes.news.
Αναγνωρίζοντας αυτή την ανάγκη, ο Δρ Xu-Qing Li, Ερευνητής Γεωργίας και Γεωργίας Τροφίμων του Καναδά (AAFC) στο Κέντρο Έρευνας και Ανάπτυξης Fredericton στο New Brunswick, μελετά το θερμικό στρες στις πατάτες εδώ και χρόνια. Το 2018, πήγε τη δουλειά του στο επόμενο επίπεδο ενώνοντας τις δυνάμεις του με μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του New Brunswick και αρκετούς διεθνείς συνεργάτες για να μελετήσουν την ανταπόκριση 55 διαφορετικών ποικιλιών πατάτας στο θερμικό στρες, την πρώτη μεγάλης κλίμακας μελέτη στο είδος του.
Στις περισσότερες από τις ποικιλίες που μελετήθηκαν, η θερμική καταπόνηση μείωσε το μέγεθος των φύλλων, αλλά αύξησε τις κορυφές και το ύψος των φυτών, ενώ μείωσε σημαντικά τον αριθμό και το βάρος των κονδύλων. Αυτή η μελέτη προσδιόρισε επίσης ποιες ποικιλίες ήταν οι πιο ανθεκτικές στη θερμότητα: Eramosa, Chieftain, AC Belmont και Superior.
Ο εντοπισμός αυτών των ποικιλιών ήταν ένα σημαντικό πρώτο βήμα, αλλά ακόμη και αυτές οι πατάτες δεν τα πήγαιναν ιδιαίτερα καλά στη ζέστη, οπότε ήταν σαφές ότι χρειαζόταν περισσότερη έρευνα. Το 2020, ο Δρ Λι συνεργάστηκε με τον συνάδελφο της AAFC, Δρ. Benoît Bizimungu και επιστήμονες στο Queen's University για να πραγματοποιήσει έρευνα που αργότερα βραβεύτηκε με το American Journal of Potato Research.
Στη δημοσίευσή τους "Επίδραση της πρώιμης ωριμότητας στην αντοχή στη θερμική καταπόνηση σε πενήντα ποικιλίες πατάταςΤονίστηκε ότι οι ποικιλίες πατάτας που είναι γνωστές για την πρώιμη ωρίμανσή τους στο χωράφι αναπτύχθηκαν με τον ίδιο ρυθμό με τις μεταγενέστερες όταν υποβλήθηκαν σε θερμική καταπόνηση στα θερμοκήπια, δηλ. η ζέστη ουσιαστικά επιβράδυνε τη διαδικασία ωρίμανσης τους.
Η μελέτη του Dr. Lee και των συνεργατών του προσπάθησε να εντοπίσει συγκεκριμένα γονίδια πατάτας που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην εξήγηση γιατί συμβαίνει αυτό και τους μηχανισμούς που καθορίζουν εάν μια ποικιλία πατάτας θα ωριμάσει νωρίς ή αργά.
Το θερμικό στρες προκαλεί την αντίδραση της πατάτας αλλάζοντας τον χρόνο που χρειάζεται για να ωριμάσει και οι υψηλότερες θερμοκρασίες στην πραγματικότητα επιβραδύνουν την ανάπτυξή της.
Μετά από αυτή τη βραβευμένη μελέτη, ο Δρ Λι ξεκίνησε και ηγήθηκε ενός νέου ερευνητικού έργου για να μάθει ακόμα περισσότερα και να βουτήξει βαθύτερα στους γονιδιωματικούς μηχανισμούς της αντίδρασης της πατάτας στο θερμικό στρες. Το 2020, αναγνώρισε τα γονίδια που ρυθμίζουν τη βλάστηση που προκαλείται από τη θερμότητα.
Οι πατάτες που καλλιεργούνται σε ζεστά, ξηρά καλοκαίρια έχουν συχνά ένα ελάττωμα που ονομάζεται "φυτώρια πριν από τη συγκομιδή" ή "φυτώρια θερμότητας" που μπορεί να αλλάξει τη χημική σύνθεση των κονδύλων και να μειώσει τη συνολική ποιότητα και εμπορευσιμότητα της πατάτας.
Σε αυτή τη μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν 18 διαφορετικές ποικιλίες για να διαπιστωθεί εάν οι συνθήκες θερμικής καταπόνησης από μόνες τους είναι η αιτία των προβληματικών βλαστών. Το έργο επιβεβαίωσε ότι η ζέστη ήταν πράγματι ο ένοχος και ότι η φυσική πρώιμη ή καθυστερημένη εμφάνιση της εν λόγω ποικιλίας δεν είχε καμία σχέση με το αν φύτρωσε υπό πίεση.
Για να καταλήξουν σε αυτό το συμπέρασμα, οι ερευνητές που συνεργάστηκαν με τον Δρ. Λι μελέτησαν τις μεταγραφικές αποκρίσεις των πατατών που υπέστησαν θερμική πίεση. Η έρευνα μεταγραφής περιλαμβάνει την εξέταση γονιδίων, δικτύων αλληλεπίδρασης γονιδίων και χαρακτηριστικών mRNA ενός κυττάρου για να δούμε πώς συμπεριφέρονται όταν έρχονται αντιμέτωποι με περιβαλλοντικούς παράγοντες ή ασθένειες, παρέχοντας μια πολύ βαθιά και λεπτομερή ματιά στη συμπεριφορά και τη λειτουργία των κυττάρων.
Η μελέτη διαπίστωσε ότι τα γονίδια που σχετίζονται με τον λήθαργο ρυθμίζονται προς τα κάτω στις πατάτες που έχουν υποστεί θερμική καταπόνηση, όπως συμβαίνει και στις πατάτες που έχουν υποστεί θερμική πίεση μετά τη συγκομιδή μετά τη συγκομιδή, υποδεικνύοντας ότι ο μεταβολισμός των φυτικών ορμονών παίζει βασικό ρόλο στη βλάστηση. Αυτές οι πληροφορίες θα αποδειχθούν χρήσιμες όταν πρόκειται για τη γενετική βελτίωση των ποικιλιών πατάτας για αντοχή στη βλάστηση σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας.
«Αυτό που βρήκαμε θα βοηθήσει τους αγρότες και τους μεταποιητές να λάβουν καλύτερες αποφάσεις σχετικά με τον τρόπο αποθήκευσης και επεξεργασίας πατατών με θερμική πίεση», λέει ο Xiu-Qing Li. «Αυτή είναι μια πρόκληση που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές σε όλο τον κόσμο και ήταν υπέροχο να μπορέσουμε να συνεισφέρουμε στην κατανόησή μας για το ζήτημα και να παρέχουμε συστάσεις βασισμένες σε στοιχεία». Η μελέτη παρείχε σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την επιλογή των ποικιλιών πατάτας που θα καλλιεργηθούν, τον καλύτερο σχεδιασμό για την αποθήκευση και τη χρήση πατάτας με θερμική καταπόνηση και γνώσεις που θα βοηθήσουν στην ανάπτυξη ποικιλιών ανθεκτικών στη θερμότητα στο μέλλον.
Καθώς η κλιματική αλλαγή απειλεί να φέρει ακόμα πιο ζεστό και πιο ασταθή καιρό, ο Δρ Λι προτείνει περαιτέρω αξιολόγηση των ποικιλιών κατά τη διάρκεια των ζεστών καλοκαιρινών συνθηκών και περαιτέρω ανάπτυξη ολοκληρωμένων στρατηγικών για τη μείωση του κινδύνου θερμικής καταπόνησης.
Αυτή η έρευνα είναι μια ανεκτίμητη συμβολή στη μείωση του κινδύνου παραγωγής πατάτας στον Καναδά και σε όλο τον κόσμο.