Het helpen van telers bij het vinden van aardappelrassen die beter bestand zijn tegen mogelijke verstoringen van de hittegolf is van cruciaal belang voor de duurzaamheid en winstgevendheid van de Canadese aardappelproductie van 4.5 miljoen ton per jaar, meldt het rapport. Portal Potatoes.news.
Dr. Xu-Qing Li, Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) Research Fellow bij het Fredericton Research and Development Centre in New Brunswick, erkent deze behoefte en bestudeert al jaren hittestress bij aardappelen. In 2018 tilde hij zijn werk naar een hoger niveau door de krachten te bundelen met een team van wetenschappers van de Universiteit van New Brunswick en een aantal internationale medewerkers om de reactie van 55 verschillende aardappelrassen op hittestress te bestuderen, het eerste grootschalige onderzoek van zijn soort.
Bij de meeste onderzochte variëteiten verminderde hittestress de grootte van de bladeren, maar verhoogde de toppen en hoogte van de planten, terwijl het aantal en het gewicht van de knollen sterk verminderden. In dit onderzoek is ook bepaald welke rassen het meest hittebestendig waren: Eramosa, Chieftain, AC Belmont en Superior.
Het identificeren van deze rassen was een belangrijke eerste stap, maar zelfs deze aardappelen deden het niet bijzonder goed in de hitte, dus het was duidelijk dat er meer onderzoek nodig was. In 2020 werkte Dr. Lee samen met AAFC-collega Dr. Benoît Bizimungu en wetenschappers van Queen's University om onderzoek uit te voeren dat later werd bekroond met de American Journal of Potato Research.
In hun publicatie "Invloed vroege rijpheid op weerstand tegen hittestress bij vijftig aardappelrassenBenadrukt werd dat aardappelrassen die bekend staan om hun vroege rijping op het veld in hetzelfde tempo groeiden als latere toen ze werden blootgesteld aan hittestress in kassen, d.w.z. de hitte vertraagde zelfs hun rijpingsproces.
De studie van Dr. Lee en collega's probeerde specifieke aardappelgenen te identificeren die zouden kunnen helpen verklaren waarom dit het geval is en de mechanismen die bepalen of een aardappelras vroeg of laat zal rijpen.
Hittestress zorgt ervoor dat de aardappel reageert door de tijd die nodig is om te rijpen te veranderen, en hogere temperaturen vertragen de groei juist.
Na deze bekroonde studie lanceerde en leidde Dr. Lee een nieuw onderzoeksproject om nog meer te leren en dieper in de genomische mechanismen van de reactie van de aardappel op hittestress te duiken. In 2020 identificeerde hij de genen die door hitte veroorzaakte kieming reguleren.
Aardappelen die in hete, droge zomers worden gekweekt, hebben vaak een defect dat "zaailingen vóór de oogst" of "hittezaailingen" wordt genoemd en dat de chemische samenstelling van de knollen kan veranderen en de algehele kwaliteit en verhandelbaarheid van de aardappel kan verminderen.
In deze studie werden 18 verschillende cultivars gebruikt om te achterhalen of alleen hittestress de oorzaak is van problematische kiemen. Het project bevestigde dat hitte inderdaad de boosdoener was en dat de natuurlijke vroegrijpheid of laattijdigheid van het betreffende ras niets te maken had met het feit of het onder stress ontkiemde.
Om tot deze conclusie te komen, bestudeerden de onderzoekers die samenwerkten met Dr. Li de transcriptoomreacties van door hitte gestresste aardappelen. Transcriptoomonderzoek omvat het onderzoeken van genen, geninteractienetwerken en mRNA-kenmerken van een cel om te zien hoe ze zich gedragen wanneer ze worden geconfronteerd met omgevingsfactoren of ziekten, waardoor een zeer diep en gedetailleerd beeld wordt verkregen van het gedrag en de functie van cellen.
De studie wees uit dat genen die geassocieerd zijn met kiemrust worden gedownreguleerd in door hitte gestresste aardappelen, net zoals ze zijn in na de oogst door hitte gestresste aardappelen na de oogst, wat aangeeft dat het metabolisme van plantenhormoon een sleutelrol speelt bij het ontkiemen. Deze informatie zal nuttig zijn als het gaat om het genetisch verbeteren van aardappelrassen voor kiemresistentie onder hoge temperatuuromstandigheden.
"Wat we hebben gevonden, zal boeren en verwerkers helpen betere beslissingen te nemen over de opslag en verwerking van door hitte gestresste aardappelen", zegt Xiu-Qing Li. "Dit is een uitdaging voor fabrikanten over de hele wereld, en het was geweldig om bij te dragen aan ons begrip van het probleem en op bewijs gebaseerde aanbevelingen te doen." De studie leverde belangrijke inzichten op in de keuze van aardappelrassen om te telen, hoe de opslag en het gebruik van hittebelaste aardappelen het beste kunnen worden gepland, en kennis om in de toekomst hittetolerante rassen te helpen ontwikkelen.
Aangezien klimaatverandering zelfs nog warmer en grilliger weer dreigt te brengen, stelt Dr. Lee voor om variëteiten tijdens hete zomerse omstandigheden verder te evalueren en om uitgebreide strategieën te ontwikkelen om het risico op hittestress te verminderen.
Dit onderzoek is een onschatbare bijdrage aan het verminderen van het risico van aardappelteelt in Canada en de rest van de wereld.