მწარმოებლების დახმარება, რომ იპოვონ კარტოფილის ჯიშები, რომლებიც უფრო გამძლეა პოტენციური სიცხის ტალღის შეფერხების მიმართ, გადამწყვეტია კანადის 4.5 მილიონი ტონა კარტოფილის წარმოების მდგრადობისა და მომგებიანობისთვის. პორტალი Potatoes.news.
აცნობიერებს ამ საჭიროებას, დოქტორი Xu-Qing Li, სოფლის მეურნეობისა და აგრო-სასურსათო კანადის (AAFC) მკვლევარი ფრედერიკტონის კვლევისა და განვითარების ცენტრში ნიუ-ბრუნსვიკში, წლების განმავლობაში სწავლობდა სითბურ სტრესს კარტოფილში. 2018 წელს მან თავისი ნამუშევარი ახალ საფეხურზე აიყვანა ნიუ-ბრუნსვიკის უნივერსიტეტის მეცნიერთა გუნდთან და რამდენიმე საერთაშორისო კოლაბორატორთან ერთად, რათა შეესწავლათ 55 სხვადასხვა ჯიშის კარტოფილის რეაქცია სითბურ სტრესზე, პირველი ფართომასშტაბიანი კვლევა. მისი სახის.
შესწავლილი ჯიშების უმეტესობაში სითბურმა სტრესმა შეამცირა ფოთლების ზომა, მაგრამ გაზარდა მცენარის მწვერვალები და სიმაღლე, ხოლო ტუბერების რაოდენობა და წონა მნიშვნელოვნად შემცირდა. ამ კვლევამ ასევე დაადგინა, რომელი ჯიშები იყო ყველაზე სითბოს ტოლერანტული: Eramosa, Chieftain, AC Belmont და Superior.
ამ ჯიშების იდენტიფიცირება მნიშვნელოვანი პირველი ნაბიჯი იყო, მაგრამ ეს კარტოფილიც კი არ იყო განსაკუთრებით კარგად სიცხეში, ამიტომ ცხადი იყო, რომ მეტი კვლევა იყო საჭირო. 2020 წელს დოქტორი ლი თანამშრომლობდა AAFC-ის კოლეგასთან, დოქტორ ბენოიტ ბიზიმუნგუსთან და Queen's University-ის მეცნიერებთან, რათა ჩაეტარებინა კვლევა, რომელიც მოგვიანებით მიენიჭა American Journal of Potato Research-ს.
მათ პუბლიკაციაში "ადრეული სიმწიფის გავლენა ორმოცდაათი სახეობის კარტოფილში სითბოს სტრესის წინააღმდეგობაზეხაზგასმით აღინიშნა, რომ მინდორში ადრეული სიმწიფით ცნობილი კარტოფილის ჯიშები ისეთივე ტემპით იზრდებოდა, როგორც გვიან, როდესაც ისინი ექვემდებარებოდნენ სითბოს სტრესს სათბურებში, ე.ი. სიცხემ ფაქტობრივად შეანელა მათი მომწიფების პროცესი.
დოქტორ ლისა და კოლეგების მიერ ჩატარებული კვლევა ცდილობდა კარტოფილის სპეციფიკური გენების იდენტიფიცირებას, რომლებიც დაგეხმარებათ იმის ახსნაში, თუ რატომ არის ეს ასე და მექანიზმები, რომლებიც განსაზღვრავენ კარტოფილის ჯიში ადრე თუ გვიან მომწიფდება.
სითბური სტრესი იწვევს კარტოფილის რეაქციას მისი მომწიფებისთვის საჭირო დროის შეცვლით, ხოლო მაღალი ტემპერატურა რეალურად ანელებს მის ზრდას.
ამ ჯილდოს მფლობელი კვლევის შემდეგ, დოქტორმა ლიმ წამოიწყო და ხელმძღვანელობდა ახალ კვლევით პროექტს, რათა კიდევ უფრო მეტი გაეგო და ღრმად ჩაეშვა კარტოფილის სითბურ სტრესზე რეაგირების გენომიურ მექანიზმებში. 2020 წელს მან დაადგინა გენები, რომლებიც არეგულირებენ სითბოს გამოწვეულ ჩანასახს.
ცხელ, მშრალ ზაფხულში მოყვანილ კარტოფილს ხშირად აქვს დეფექტი, რომელსაც ეწოდება "მოსავლის წინასწარი ნერგი" ან "სითბოს ნერგი", რამაც შეიძლება შეცვალოს ტუბერების ქიმიური შემადგენლობა და შეამციროს კარტოფილის საერთო ხარისხი და გაყიდვა.
ამ კვლევაში გამოყენებული იქნა 18 სხვადასხვა ჯიში იმის გასარკვევად, არის თუ არა მხოლოდ სითბური სტრესის პირობები პრობლემური ყლორტების მიზეზი. პროექტმა დაადასტურა, რომ სიცხე ნამდვილად იყო დამნაშავე და რომ მოცემული ჯიშის ბუნებრივ ნაადრევობას ან დაგვიანებას არაფერი აქვს საერთო იმასთან, იყო თუ არა ის სტრესის პირობებში.
ამ დასკვნის მისაღწევად, მკვლევარებმა, რომლებიც მუშაობდნენ დოქტორ ლისთან, შეისწავლეს სითბოს სტრესის მქონე კარტოფილის ტრანსკრიპტომული რეაქციები. ტრანსკრიპტომის კვლევა მოიცავს გენების, გენების ურთიერთქმედების ქსელების და უჯრედის mRNA მახასიათებლების გამოკვლევას, რათა ნახოთ, თუ როგორ იქცევიან ისინი გარემო ფაქტორებთან ან დაავადებებთან შეჯახებისას, რაც უზრუნველყოფს უჯრედის ქცევასა და ფუნქციას ძალიან ღრმა და დეტალურ ხედვას.
კვლევამ აჩვენა, რომ გენები, რომლებიც დაკავშირებულია მოსვენებასთან, დაქვეითებულია სითბურ სტრესის მქონე კარტოფილში, ისევე როგორც მოსავლის აღების შემდეგ სითბოს სტრესის მქონე კარტოფილებში, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ მცენარეული ჰორმონების მეტაბოლიზმი გადამწყვეტ როლს თამაშობს აღმოცენებაში. ეს ინფორმაცია სასარგებლო იქნება, როდესაც საქმე ეხება კარტოფილის ჯიშების გენეტიკურად გაუმჯობესებას მაღალი ტემპერატურის პირობებში აღმოცენების წინააღმდეგობისთვის.
„ის, რაც ჩვენ აღმოვაჩინეთ, დაეხმარება ფერმერებსა და გადამამუშავებლებს, მიიღონ უკეთესი გადაწყვეტილებები იმის შესახებ, თუ როგორ შეინახონ და გადაამუშაონ სითბური სტრესის მქონე კარტოფილი“, ამბობს სიუ-ცინგ ლი. „ეს არის გამოწვევა, რომელსაც მთელი მსოფლიოს მწარმოებლები აწყდებიან და ძალიან კარგი იყო, რომ შეგვეძლო წვლილი შეიტანო ამ საკითხის გაგებაში და მტკიცებულებებზე დაფუძნებული რეკომენდაციების მიწოდება“. კვლევამ მნიშვნელოვანი ინფორმაცია მოგვაწოდა გასაშენებლად კარტოფილის ჯიშების არჩევის შესახებ, თუ როგორ უნდა დაგეგმოთ სითბოს დაძაბული კარტოფილის შენახვა და გამოყენება და ცოდნა, რომელიც ხელს შეუწყობს მომავალში სითბოს ტოლერანტული ჯიშების განვითარებას.
ვინაიდან კლიმატის ცვლილება კიდევ უფრო ცხელ და არასტაბილურ ამინდს ემუქრება, დოქტორი ლი გთავაზობთ ჯიშების შემდგომ შეფასებას ზაფხულის ცხელ პირობებში და ყოვლისმომცველი სტრატეგიების შემდგომ შემუშავებას სითბური სტრესის რისკის შესამცირებლად.
ეს კვლევა არის ფასდაუდებელი წვლილი კარტოფილის წარმოების რისკის შემცირებაში კანადაში და მთელ მსოფლიოში.