עזרה למגדלים למצוא זני תפוחי אדמה עמידים יותר בפני הפרעות פוטנציאליות של גלי חום היא קריטית לקיימות ולרווחיות של ייצור תפוחי אדמה של 4.5 מיליון טון בשנה של קנדה, מדווח. פורטל Potatoes.news.
מתוך הכרה בצורך זה, ד"ר שו-צ'ינג לי, עמית מחקר בחקלאות ואוכל אגרי-מזון בקנדה (AAFC) במרכז המחקר והפיתוח של פרדריקטון בניו ברונסוויק, חוקר את לחץ החום בתפוחי אדמה במשך שנים. בשנת 2018, הוא לקח את עבודתו לשלב הבא על ידי איחוד כוחות עם צוות של מדענים מאוניברסיטת ניו ברונסוויק ומספר משתפי פעולה בינלאומיים כדי לחקור את התגובה של 55 זני תפוחי אדמה שונים ללחץ חום, המחקר הראשון בקנה מידה גדול. מהסוג שלו.
ברוב הזנים שנחקרו, לחץ חום הפחית את גודל העלים, אך הגדיל את צמרות הצמחים וגובהם, תוך הפחתה רבה של מספר ומשקל הפקעות. מחקר זה קבע גם אילו זנים היו עמידים ביותר לחום: Eramosa, Chieftain, AC Belmont ו-Superior.
זיהוי הזנים הללו היה צעד ראשון חשוב, אבל אפילו תפוחי האדמה האלה לא הצליחו במיוחד בחום, אז היה ברור שצריך מחקר נוסף. בשנת 2020, ד"ר לי שיתף פעולה עם עמית AAFC ד"ר בנואה ביזימונגו ומדענים מאוניברסיטת קווינס כדי לבצע מחקר שזכה מאוחר יותר בכתב העת האמריקאי לחקר תפוחי אדמה.
בפרסום שלהם"השפעת הבגרות המוקדמת על עמידות ללחץ חום בחמישים זני תפוחי אדמההודגש כי זני תפוחי אדמה הידועים בשל הבשלתם המוקדמת בשדה גדלו בקצב של זני תפוחי אדמה המאוחרים יותר כאשר הם היו נתונים ללחץ חום בחממות, כלומר. החום למעשה האט את תהליך ההתבגרות שלהם.
המחקר של ד"ר לי ועמיתיו ביקש לזהות גנים ספציפיים של תפוחי אדמה שיכולים לעזור להסביר מדוע זה המקרה ואת המנגנונים הקובעים אם זן תפוחי אדמה יבשיל מוקדם או מאוחר.
לחץ חום גורם לתפוח האדמה להגיב על ידי שינוי הזמן שלוקח לו להבשיל, וטמפרטורות גבוהות יותר למעשה מאטות את צמיחתו.
בעקבות מחקר עטור פרסים זה, ד"ר לי השיק והוביל פרויקט מחקר חדש כדי ללמוד עוד יותר ולצלול עמוק יותר לתוך המנגנונים הגנומיים של תגובת תפוח האדמה ללחץ חום. בשנת 2020, הוא זיהה את הגנים המווסתים את הנביטה הנגרמת על ידי חום.
לתפוחי אדמה הגדלים בקיץ חם ויבש יש לרוב פגם הנקרא "שתילי טרום קציר" או "שתילי חום" שעלולים לשנות את ההרכב הכימי של הפקעות ולהפחית את האיכות והסחירות הכוללת של תפוח האדמה.
במחקר זה, 18 זנים שונים שימשו כדי לגלות אם תנאי לחץ חום בלבד הם הגורם לנבטים בעייתיים. הפרויקט אישר שאכן החום הוא האשם, וכי לקדימות הטבעית או האיחורים הטבעיים של הזן המדובר אין שום קשר לשאלה אם הוא צץ בלחץ.
כדי להגיע למסקנה זו, החוקרים שעבדו עם ד"ר לי חקרו את תגובות התעתיק של תפוחי אדמה לחוצים בחום. מחקר תעתיק כולל בחינת גנים, רשתות אינטראקציה בין גנים ותכונות mRNA של תא כדי לראות כיצד הם מתנהגים כאשר הם מתמודדים עם גורמים סביבתיים או מחלות, ומספק מבט עמוק ומפורט מאוד על התנהגות התא ותפקודם.
המחקר מצא כי גנים הקשורים לתרדמה מווסתים מטה בתפוחי אדמה לחוצים בחום, בדיוק כפי שהם נמצאים בתפוחי אדמה לאחר הקטיף לאחר הקטיף לאחר הקטיף, המעידים על כך שחילוף החומרים של הורמונים צמחיים ממלא תפקיד מפתח בנביטה. מידע זה יהיה שימושי כשמדובר בשיפור גנטי של זני תפוחי אדמה לעמידות נביטה בתנאי טמפרטורה גבוהים.
"מה שמצאנו יעזור לחקלאים ולמעבדים לקבל החלטות טובות יותר לגבי איך לאחסן ולעבד תפוחי אדמה לחוצים בחום", אומר Xiu-Qing Li. "זהו אתגר העומד בפני יצרנים ברחבי העולם, וזה היה נהדר להיות מסוגל לתרום להבנתנו את הנושא ולספק המלצות מבוססות ראיות". המחקר סיפק תובנות חשובות לגבי בחירת זני תפוחי אדמה לגידול, כיצד לתכנן בצורה הטובה ביותר את האחסון והשימוש בתפוחי אדמה לחוצים בחום, וידע שיסייע בפיתוח זנים עמידים בחום בעתיד.
מכיוון ששינויי האקלים מאיימים להביא למזג אוויר חם ובלתי יציב אף יותר, ד"ר לי מציע הערכה נוספת של זנים בתנאי הקיץ החמים ופיתוח נוסף של אסטרטגיות מקיפות להפחתת הסיכון ללחץ חום.
מחקר זה מהווה תרומה שלא יסולא בפז להפחתת הסיכון לייצור תפוחי אדמה בקנדה וברחבי העולם.