სტრესის ტოლერანტული კარტოფილის გზაზე

როგორ რეაგირებს სხვადასხვა კარტოფილი სიცხეზე, გვალვასა და წყალდიდობის სტრესებზე? ევროკავშირის მხარდაჭერილი მეცნიერები იკვლევენ ცვლილებებს, რომლებიც კარტოფილს ელასტიურს ან მგრძნობიარეს ხდის.

მირჩევნია მათ ორთქლზე მოხარშული, შემწვარი, შემწვარი თუ გამომცხვარი, ძნელი წარმოსადგენია თანამედროვე დიეტა კარტოფილის გარეშე. ბოჭკოს კარგი წყარო და ანტიოქსიდანტებით სავსე, კარტოფილი ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანია საკვები კულტურები მსოფლიოში - მოსავალი, რომელსაც კლიმატის ცვლილება თავის ზარალს აყენებს.

კარტოფილის დაუცველობა კლიმატით გამოწვეული გარემო სტრესების მიმართ, როგორიცაა ექსტრემალური ტემპერატურა, წყალდიდობა და გვალვა, აჩენს დიდ შეშფოთებას სასურსათო უსაფრთხოებასთან დაკავშირებით. ამ პრობლემების გადასაჭრელად, ევროკავშირის მიერ დაფინანსებული ADAPT პროექტი ავითარებს ახალ სტრატეგიებს კარტოფილის მოსავლის გაზრდილი პროდუქტიულობის, მოსავლიანობის სტაბილურობისა და ხარისხის უზრუნველსაყოფად მომავალი ზრდის რთულ პირობებში.

ADAPT-ის ერთ-ერთი მიზანია გამოავლინოს მორფოლოგიური, ფიზიოლოგიური და მოლეკულური ცვლილებები, რომლებიც ხდის კარტოფილის სხვადასხვა ჯიშს მდგრადს ან არა ცალკეულ სტრესს (მაგ. სიცხე, გვალვა, წყალდიდობა) და ამ სტრესების შესაბამისი კომბინაციები. ამ მიზნით, ADAPT-ის პროექტში მონაწილე მცენარეთა მეცნიერებმა, ფერმერებმა და კარტოფილის სელექციონერებმა შეარჩიეს კარტოფილის 30 ჯიში სათბურის კონტროლირებად ექსპერიმენტებში შესასწავლად.

სტრესის პირობები და სინჯის აღების წერტილები

როგორც ADAPT-ის პროექტის პარტნიორმა ევროპის კარტოფილით ვაჭრობის ასოციაციამ, ბელგია იტყობინება, პროექტის საძიებო ფაზა მოიცავდა სტრესის პირობების და ყველაზე ინფორმაციული შერჩევის წერტილების განსაზღვრას. ეს ორი ფაქტორი თავდაპირველად გამოიკვლია საპილოტე ექსპერიმენტში, რომელიც ჩატარდა პროექტის სხვა პარტნიორის, Photon Systems Instruments-ის მცენარეთა ფენოტიპის პლატფორმაზე, რომელიც მდებარეობს ჩეხეთში.

იქ კარტოფილის ჯიში Desirée ექვემდებარებოდა სიცხეს, გვალვას და წყალდიდობის სტრესს (ერთჯერადი ან კომბინირებული) და მცენარეთა პასუხები ყოველდღიურად ანალიზდებოდა მაღალი გამტარიანობის ფენოტიპინგის (HTP) ტექნოლოგიების მეშვეობით.

ამ პირველადი გამოკვლევის შედეგები გამოყენებული იქნება საძიებო ფაზის მეორე ნაწილში. ეს გულისხმობს ოპტიმიზებული ინსტალაციისა და სტრესული პირობების გამოყენებას, რათა დადგინდეს გენეტიკური განსხვავებები, რომლებიც განსაზღვრავს კარტოფილში სითბოს, გვალვისა და წყალდიდობის რეაქციებს.

საბოლოო მიზანია ტოლერანტული და მგრძნობიარე ჯიშების იდენტიფიცირება და ამ განსხვავებების საფუძვლების გარკვევა მოლეკულურ და ფიზიოლოგიურ დონეზე. სათბურის ექსპერიმენტები, რათა დადგინდეს შერჩეული კარტოფილის ჯიშის რეაქცია სიცხეზე, გვალვასა და წყალდიდობის სტრესებზე, ასევე ჩატარდა 2021 წელს ADAPT პროექტის პარტნიორებში Friedrich-Alexander-Universität (გერმანია), Wageningen University & Research და Utrecht University (ნიდერლანდები), შესაბამისად.

ექსპერიმენტებმა გამოავლინა გენეტიკური განსხვავებები სტრესის პასუხებში, განსაკუთრებით აგრონომიულ მახასიათებლებში, როგორიცაა მოსავლის ინდექსი და ტუბერის მოსავლიანობა, იუწყება ახალი ამბები.

გარდა კარტოფილის ჯიშებისა, რომლებსაც აქვთ ერთჯერადი სტრესის ტოლერანტობა ან მგრძნობელობა, მკვლევარებმა ასევე გამოავლინეს ჯიშები, რომლებიც იყო ტოლერანტული ან მგრძნობიარე მრავალჯერადი სტრესის მიმართ, „შთააგონეს მთელი ADAPT კონსორციუმი ამ ფენომენის გამოსაკვლევად“.

ADAPT (მრავალჯერადი სტრესის ტოლერანტული კარტოფილის დაჩქარებული განვითარება) მკვლევართა 2022 წლის გეგმა არის სამი ტოლერანტული და სამი მგრძნობიარე ჯიშის ღრმა ფენოტიპინგის ჩატარება და ფენოტიპური რეაქციების შემოწმება გენის ექსპრესიის ანალიზით.