Kanada 4.5 miljoni tonnise aastas kasvatatava kartulikasvatuse jätkusuutlikkuse ja kasumlikkuse jaoks on ülioluline aidata kasvatajatel leida selliseid kartulisorte, mis on kuumalainete häirete suhtes vastupidavamad. Portaal Potatoes.news.
Seda vajadust tunnistades on dr Xu-Qing Li, Kanada põllumajanduse ja põllumajandustoiduainete (AAFC) teadur Frederictoni uurimis- ja arenduskeskuses New Brunswickis, uurinud kartulite kuumastressi aastaid. 2018. aastal viis ta oma töö järgmisele tasemele, ühendades jõud New Brunswicki ülikooli teadlaste meeskonna ja mitmete rahvusvaheliste koostööpartneritega, et uurida 55 erineva kartulisordi reageerimist kuumastressile. See oli esimene suuremahuline uuring. omalaadne.
Enamiku uuritud sortide puhul vähendas kuumastress lehtede suurust, kuid suurendas taimede latvu ja kõrgust, vähendades samal ajal oluliselt mugulate arvu ja kaalu. See uuring määras ka kindlaks, millised sordid olid kõige kuumakindlamad: Eramosa, Chieftain, AC Belmont ja Superior.
Nende sortide tuvastamine oli esimene oluline samm, kuid isegi need kartulid ei läinud kuumaga eriti hästi, seega oli selge, et vaja on rohkem uurida. 2020. aastal tegi dr Lee koostööd AAFC kolleegi dr Benoît Bizimungu ja Queeni ülikooli teadlastega, et viia läbi uuringuid, mis pälvisid hiljem ajakirja American Journal of Potato Research.
Nende väljaandes "Varajase küpsuse mõju kuumastressikindlusele viiekümnel kartulisordilRõhutati, et põllul varajase valmimise poolest tuntud kartulisordid kasvasid kasvuhoonetes kuumastressi allutamisel sama kiirusega kui hilisemad, s.o. kuumus aeglustas tegelikult nende küpsemisprotsessi.
Dr Lee ja kolleegide uuring püüdis tuvastada spetsiifilisi kartuligeene, mis võiksid aidata selgitada, miks see nii on, ja mehhanisme, mis määravad, kas kartulisort valmib varakult või hilja.
Kuumusestress paneb kartuli reageerima, muutes selle valmimiseks kuluvat aega, ja kõrgemad temperatuurid aeglustavad selle kasvu.
Pärast seda auhinnatud uuringut käivitas dr Lee ja juhtis uut uurimisprojekti, et õppida veelgi rohkem ja sukelduda sügavamale kartuli kuumastressile reageerimise genoomsetesse mehhanismidesse. 2020. aastal tuvastas ta geenid, mis reguleerivad kuumusest tingitud idanemist.
Kuumal ja kuival suvel kasvatatud kartulil on sageli defekt, mida nimetatakse "koristuseelseteks seemikuteks" või "sooja seemikuteks", mis võib muuta mugulate keemilist koostist ja vähendada kartuli üldist kvaliteeti ja turustatavust.
Selles uuringus kasutati 18 erinevat kultivari, et välja selgitada, kas probleemsete võrsete põhjuseks on ainult kuumastress. Projekt kinnitas, et süüdlane oli tõepoolest kuumus ning kõnealuse sordi loomulikul varaküpsusel või hilinemisel ei olnud mingit pistmist sellega, kas see tärkas stressi all.
Sellele järeldusele jõudmiseks uurisid dr Li-ga töötavad teadlased kuumastressi all kannatavate kartulite transkriptsioonireaktsioone. Transkriptoomiuuringud hõlmavad raku geenide, geenide interaktsioonivõrkude ja mRNA tunnuste uurimist, et näha, kuidas nad käituvad keskkonnategurite või haigustega kokku puutudes, pakkudes väga sügavat ja üksikasjalikku ülevaadet raku käitumisest ja funktsioonidest.
Uuringus leiti, et uinumisega seotud geenid on kuumastressi all kannatavatel kartulitel alareguleeritud, nagu ka koristusjärgses kuumastressis kartulis, mis näitab, et taimehormoonide ainevahetus mängib idanemises võtmerolli. See teave osutub kasulikuks kartulisortide idanemiskindluse geneetilisel parandamisel kõrge temperatuuri tingimustes.
"See, mida me leidsime, aitab põllumeestel ja töötlejatel teha paremaid otsuseid kuumastressi all kannatavate kartulite ladustamise ja töötlemise kohta," ütleb Xiu-Qing Li. "See on väljakutse, millega seisavad silmitsi tootjad kogu maailmas, ja oli suurepärane, et saime aidata kaasa meie probleemi mõistmisele ja anda tõenduspõhiseid soovitusi." Uuring andis olulisi teadmisi kasvatamiseks kasutatavate kartulisortide valikust, sellest, kuidas kõige paremini planeerida kuumastressi all kannatavate kartulite säilitamist ja kasutamist, ning teadmisi, mis aitavad tulevikus kuumataluvaid sorte arendada.
Kuna kliimamuutused ähvardavad tuua veelgi kuumemaid ja heitlikumaid ilmasid, soovitab dr Lee kuumade suveolude ajal sorte täiendavalt hinnata ning kuumastressi riski vähendamiseks edasi arendada terviklikke strateegiaid.
See uuring on hindamatu panus kartulikasvatuse riski vähendamiseks Kanadas ja kogu maailmas.