報告稱,幫助種植者找到更能抵禦潛在熱浪破壞的馬鈴薯品種對於加拿大每年 4.5 萬噸馬鈴薯生產的可持續性和盈利能力至關重要 Portal Potatoes.news.
認識到這一需求,新不倫瑞克省弗雷德里克頓研究與發展中心的加拿大農業和農業食品部 (AAFC) 研究員李旭清博士多年來一直在研究馬鈴薯的熱應激。 2018 年,他與新不倫瑞克大學的科學家團隊和多位國際合作者聯手研究 55 個不同馬鈴薯品種對熱應激的反應,這是第一個大規模研究,將他的工作提升到一個新的水平同類。
在所研究的大多數品種中,熱應激降低了葉子的大小,但增加了植物的頂部和高度,同時大大減少了塊莖的數量和重量。 這項研究還確定了哪些品種最耐熱:Eramosa、Chieftain、AC Belmont 和 Superior。
識別這些品種是重要的第一步,但即使是這些馬鈴薯在高溫下的表現也不是特別好,因此很明顯需要更多的研究。 2020 年,Lee 博士與 AAFC 的同事 Benoît Bizimungu 博士和皇后大學的科學家合作開展了後來被授予《美國馬鈴薯研究雜誌》的研究。
在他們的出版物“早熟對XNUMX個馬鈴薯品種抗熱脅迫的影響有人強調,以在田間早熟而聞名的馬鈴薯品種在溫室中受到熱脅迫時的生長速度與較晚的品種相同,即熱量實際上減緩了它們的成熟過程。
Lee 博士及其同事的研究試圖確定特定的馬鈴薯基因,以幫助解釋為什麼會出現這種情況,以及決定馬鈴薯品種是早熟還是晚熟的機制。
熱應激會導致馬鈴薯通過改變成熟時間來做出反應,而較高的溫度實際上會減慢其生長速度。
在這項屢獲殊榮的研究之後,李博士發起並領導了一個新的研究項目,以進一步了解和深入研究馬鈴薯對熱應激反應的基因組機制。 2020 年,他確定了調節熱誘導發芽的基因。
在炎熱乾燥的夏季種植的馬鈴薯通常存在一種稱為“收穫前苗”或“熱苗”的缺陷,這種缺陷會改變塊莖的化學成分,降低馬鈴薯的整體質量和適銷性。
在這項研究中,使用了 18 個不同的栽培品種來確定僅熱應激條件是否是導致問題芽的原因。 該項目證實,熱量確實是罪魁禍首,並且該品種的自然早熟或晚熟與它是否在壓力下發芽無關。
為了得出這個結論,與李博士合作的研究人員研究了熱應激馬鈴薯的轉錄組反應。 轉錄組研究涉及檢查細胞的基因、基因相互作用網絡和 mRNA 特徵,以了解它們在面對環境因素或疾病時的行為方式,從而對細胞行為和功能進行非常深入和詳細的觀察。
研究發現,與休眠相關的基因在熱應激馬鈴薯中被下調,就像它們在收穫後收穫後熱應激馬鈴薯中一樣,表明植物激素代謝在發芽中起關鍵作用。 當涉及到基因改良馬鈴薯品種在高溫條件下的抗萌發性時,這些信息將被證明是有用的。
“我們的發現將幫助農民和加工商就如何儲存和加工高溫馬鈴薯做出更好的決策,”李秀清說。 “這是世界各地的製造商面臨的挑戰,能夠幫助我們理解這個問題並提供基於證據的建議真是太好了。” 該研究為選擇種植馬鈴薯品種、如何最好地規劃熱應激馬鈴薯的儲存和使用以及幫助未來開發耐熱品種提供了重要見解。
由於氣候變化可能帶來更熱和更不穩定的天氣,李博士建議在炎熱的夏季條件下進一步評估品種,並進一步製定綜合戰略以降低熱應激風險。
這項研究對降低加拿大和世界各地的馬鈴薯生產風險做出了寶貴的貢獻。