На пути к стрессоустойчивому картофелю

Как разные сорта картофеля реагируют на жару, засуху и заболачивание? Ученые, поддерживаемые ЕС, изучают изменения, которые делают картофель устойчивым или восприимчивым.

Предпочитаем ли мы их на пару, вареные, жареные, жареные или запеченные, трудно представить современный рацион без картофеля. Хороший источник клетчатки и полный антиоксидантов, картофель является одним из самых важных питание сельскохозяйственных культур в мире – культура, на которую изменение климата оказывает негативное влияние.

Уязвимость картофеля к экологическим стрессам, вызванным климатом, таким как экстремальные температуры, наводнения и засухи, вызывает серьезную обеспокоенность в отношении продовольственной безопасности. Чтобы помочь решить эти проблемы, проект ADAPT, финансируемый ЕС, разрабатывает новые стратегии для повышения урожайности картофеля, стабильности и качества урожая в сложных условиях роста в будущем.

Одной из целей ADAPT является выявление морфологических, физиологических и молекулярных изменений, которые делают различные сорта картофеля устойчивыми или неустойчивыми к отдельным стрессам (например, к жаре, засухе, затоплению) и соответствующим комбинациям этих стрессов. С этой целью ученые-растениеводы, фермеры и селекционеры картофеля, участвующие в проекте ADAPT, отобрали 30 сортов картофеля для изучения в контролируемых экспериментах в теплицах.

Напряженные состояния и точки отбора проб

Как сообщил партнер проекта ADAPT Европейская ассоциация торговли картофелем, Бельгия, исследовательская фаза проекта включала определение стрессовых условий и наиболее информативных точек отбора проб. Эти два фактора были первоначально исследованы в пилотном эксперименте, проведенном на платформе фенотипирования растений другого партнера по проекту, Photon Systems Instruments, расположенной в Чехии.

Там сорт картофеля Desirée подвергался воздействию жары, засухи и заболачивания (одиночного или комбинированного), и реакция растений ежедневно анализировалась с помощью технологий высокопроизводительного фенотипирования (HTP).

Результаты этого первоначального исследования будут использованы во второй части исследовательского этапа. Это включает в себя использование оптимизированных настроек и стрессовых условий для установления генетических различий, определяющих реакцию картофеля на жару, засуху и заболачивание.

Конечная цель состоит в том, чтобы идентифицировать устойчивые и восприимчивые сорта и выяснить основы этих различий на молекулярном и физиологическом уровнях. Эксперименты в теплицах для определения реакции отдельных сортов картофеля на жару, засуху и заболачивание были также проведены в 2021 году партнерами по проекту ADAPT в Университете Фридриха-Александра (Германия), Вагенингенском университете и исследовательском университете и Утрехтском университете (Нидерланды) соответственно.

Эксперименты выявили генетические различия в реакциях на стресс, особенно в агрономических характеристиках, таких как индекс урожая и урожайность клубней, сообщается в новостях.

В дополнение к сортам картофеля, обладающим устойчивостью или восприимчивостью к одному стрессу, исследователи также определили сорта, которые были устойчивы или восприимчивы к множественным стрессам, «вдохновив весь консорциум ADAPT на исследование этого явления».

План исследователей ADAPT (Ускоренное развитие устойчивого к множественным стрессам картофеля) на 2022 год состоит в том, чтобы провести глубокое фенотипирование трех устойчивых и трех восприимчивых сортов и проверить фенотипические реакции с помощью анализа экспрессии генов.