การช่วยเหลือผู้ปลูกมันฝรั่งในการค้นหาพันธุ์มันฝรั่งที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้นต่อการหยุดชะงักของคลื่นความร้อนมีความสำคัญต่อความยั่งยืนและความสามารถในการทำกำไรของการผลิตมันฝรั่ง 4.5 ล้านตันต่อปีของแคนาดา Portal Potatoes.news.
เมื่อตระหนักถึงความต้องการนี้ Dr. Xu-Qing Li นักวิจัยด้านการเกษตรและอาหารเกษตรแคนาดา (AAFC) ที่ศูนย์วิจัยและพัฒนา Fredericton ในนิวบรันสวิก ได้ศึกษาความเครียดจากความร้อนในมันฝรั่งมาหลายปีแล้ว ในปีพ.ศ. 2018 เขาได้ยกระดับงานของเขาไปอีกระดับด้วยการร่วมมือกับทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยนิวบรันสวิกและผู้ร่วมงานระดับนานาชาติจำนวนหนึ่งเพื่อศึกษาการตอบสนองของมันฝรั่ง 55 สายพันธุ์ต่อความเครียดจากความร้อน ซึ่งเป็นการศึกษาขนาดใหญ่ครั้งแรก ชนิดของมัน
ในพันธุ์ส่วนใหญ่ที่ศึกษา ความเครียดจากความร้อนลดขนาดของใบ แต่เพิ่มยอดและความสูงของต้น ในขณะที่ลดจำนวนและน้ำหนักของหัวอย่างมาก การศึกษานี้ยังระบุด้วยว่าพันธุ์ใดทนต่อความร้อนได้มากที่สุด ได้แก่ Eramosa, Chieftain, AC Belmont และ Superior
การระบุพันธุ์เหล่านี้เป็นขั้นตอนแรกที่สำคัญ แต่แม้แต่มันฝรั่งเหล่านี้ก็ยังทำได้ไม่ดีในความร้อน ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม ในปี 2020 Dr. Lee ได้ร่วมมือกับ Dr. Benoît Bizimungu เพื่อนร่วมงานของ AAFC และนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Queen's เพื่อทำการวิจัยซึ่งได้รับรางวัล American Journal of Potato Research ในเวลาต่อมา
ในสิ่งพิมพ์ของพวกเขา "อิทธิพลของการเจริญเติบโตเร็วต่อการต้านทานความเครียดจากความร้อนในมันฝรั่ง XNUMX สายพันธุ์มีการเน้นย้ำว่ามันฝรั่งพันธุ์ต่างๆ ที่ขึ้นชื่อเรื่องการสุกก่อนกำหนดในไร่นั้นเติบโตในอัตราเดียวกับมันฝรั่งในภายหลังเมื่อต้องเผชิญกับความเครียดจากความร้อนในโรงเรือน กล่าวคือ ความร้อนทำให้กระบวนการสุกช้าลง
การศึกษาโดยดร. ลีและเพื่อนร่วมงานพยายามที่จะระบุยีนของมันฝรั่งที่เฉพาะเจาะจงซึ่งสามารถช่วยอธิบายได้ว่าทำไมถึงเป็นเช่นนี้และกลไกที่กำหนดว่ามันฝรั่งจะสุกเร็วหรือช้า
ความเครียดจากความร้อนทำให้มันฝรั่งทำปฏิกิริยาโดยเปลี่ยนเวลาที่ใช้ในการสุก และอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้การเจริญเติบโตช้าลง
หลังจากการศึกษาที่ได้รับรางวัลนี้ ดร.ลีได้เปิดตัวและเป็นผู้นำโครงการวิจัยใหม่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมและเจาะลึกลงไปในกลไกจีโนมของการตอบสนองต่อความเครียดจากความร้อนของมันฝรั่ง ในปี 2020 เขาได้ระบุยีนที่ควบคุมการงอกที่เกิดจากความร้อน
มันฝรั่งที่ปลูกในฤดูร้อนที่ร้อนและแห้งแล้งมักมีข้อบกพร่องที่เรียกว่า "ต้นกล้าก่อนการเก็บเกี่ยว" หรือ "ต้นกล้าที่ให้ความร้อน" ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของหัว และลดคุณภาพโดยรวมและความสามารถในการขายของมันฝรั่ง
ในการศึกษานี้ มีการใช้พันธุ์ 18 สายพันธุ์เพื่อค้นหาว่าสภาวะความเครียดจากความร้อนเพียงอย่างเดียวเป็นสาเหตุของปัญหาต้นกล้าหรือไม่ โปรเจ็กต์ยืนยันว่าความร้อนเป็นตัวการอย่างแท้จริง และความรวดเร็วตามธรรมชาติของความหลากหลายที่เป็นปัญหานั้นไม่เกี่ยวข้องกับการแตกหน่อภายใต้ความเครียดหรือไม่
เพื่อให้ได้ข้อสรุปนี้ นักวิจัยที่ทำงานร่วมกับ Dr. Li ได้ศึกษาการตอบสนองการถอดรหัสของมันฝรั่งที่เน้นความร้อน การวิจัยทรานสคริปโทมเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบยีน เครือข่ายปฏิสัมพันธ์ของยีน และคุณสมบัติของ mRNA ของเซลล์เพื่อดูว่าพวกมันมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อต้องเผชิญกับปัจจัยแวดล้อมหรือโรคต่างๆ โดยให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับพฤติกรรมและหน้าที่ของเซลล์
ผลการศึกษาพบว่ายีนที่เกี่ยวข้องกับการพักตัวนั้นถูกควบคุมในมันฝรั่งที่ได้รับความร้อน เช่นเดียวกับในมันฝรั่งที่ได้รับความเครียดจากความร้อนหลังการเก็บเกี่ยว ซึ่งบ่งชี้ว่าเมแทบอลิซึมของฮอร์โมนพืชมีบทบาทสำคัญในการงอก ข้อมูลนี้จะพิสูจน์ว่ามีประโยชน์ในการปรับปรุงพันธุ์มันฝรั่งให้ต้านทานการงอกภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง
“สิ่งที่เราพบจะช่วยให้เกษตรกรและผู้แปรรูปตัดสินใจได้ดีขึ้นเกี่ยวกับวิธีการจัดเก็บและแปรรูปมันฝรั่งที่เน้นความร้อน” Xiu-Qing Li กล่าว “นี่เป็นความท้าทายที่ผู้ผลิตทั่วโลกต้องเผชิญ และเป็นเรื่องดีที่ได้มีส่วนทำให้เราเข้าใจปัญหาและให้คำแนะนำตามหลักฐาน” การศึกษาได้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญในการเลือกพันธุ์มันฝรั่งที่จะปลูก วิธีที่ดีที่สุดในการวางแผนสำหรับการจัดเก็บและการใช้มันฝรั่งที่เน้นความร้อน และความรู้ที่จะช่วยพัฒนาพันธุ์ที่ทนต่อความร้อนได้ในอนาคต
ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคุกคามที่จะนำสภาพอากาศที่ร้อนขึ้นและผิดปกติมากขึ้น ดร. ลีแนะนำให้ประเมินพันธุ์เพิ่มเติมในช่วงฤดูร้อนและการพัฒนากลยุทธ์ที่ครอบคลุมเพื่อลดความเสี่ยงจากความเครียดจากความร้อน
งานวิจัยนี้เป็นผลงานอันทรงคุณค่าในการลดความเสี่ยงของการผลิตมันฝรั่งในแคนาดาและทั่วโลก