Aiutare i coltivatori a trovare varietà di patate più resistenti alla potenziale interruzione dell'ondata di caldo è fondamentale per la sostenibilità e la redditività della produzione canadese di patate di 4.5 milioni di tonnellate all'anno, riferisce Portale patate.news.
Riconoscendo questa esigenza, il dottor Xu-Qing Li, ricercatore dell'agricoltura e dell'agroalimentare canadese (AAFC) presso il Centro di ricerca e sviluppo di Fredericton nel New Brunswick, ha studiato per anni lo stress da calore nelle patate. Nel 2018 ha portato il suo lavoro a un livello superiore unendo le forze con un team di scienziati dell'Università del New Brunswick e una serie di collaboratori internazionali per studiare la risposta di 55 diverse varietà di patate allo stress da calore, il primo studio su larga scala nel suo genere.
Nella maggior parte delle varietà studiate, lo stress termico ha ridotto le dimensioni delle foglie, ma ha aumentato le cime e l'altezza delle piante, riducendo notevolmente il numero e il peso dei tuberi. Questo studio ha anche determinato quali varietà erano le più resistenti al calore: Eramosa, Chieftain, AC Belmont e Superior.
L'identificazione di queste varietà è stato un primo passo importante, ma anche queste patate non andavano particolarmente bene al caldo, quindi era chiaro che erano necessarie ulteriori ricerche. Nel 2020, il dottor Lee ha collaborato con il collega dell'AAFC, il dottor Benoît Bizimungu e gli scienziati della Queen's University, per svolgere ricerche che sono state successivamente premiate dall'American Journal of Potato Research.
Nella loro pubblicazione"Influenza della maturità precoce sulla resistenza allo stress termico in cinquanta varietà di patateÈ stato sottolineato che le varietà di patate note per la loro maturazione precoce in campo crescevano allo stesso ritmo di quelle successive quando venivano sottoposte a stress termico in serra, ad es. il caldo infatti ha rallentato il loro processo di maturazione.
Lo studio del Dr. Lee e colleghi ha cercato di identificare specifici geni di patata che potrebbero aiutare a spiegare perché questo è il caso e i meccanismi che determinano se una varietà di patata maturerà presto o tardi.
Lo stress da calore fa reagire la patata modificando il tempo necessario alla maturazione e temperature più elevate ne rallentano la crescita.
A seguito di questo studio pluripremiato, il Dr. Lee ha lanciato e guidato un nuovo progetto di ricerca per saperne di più e approfondire i meccanismi genomici della risposta della patata allo stress da calore. Nel 2020 ha identificato i geni che regolano la germinazione indotta dal calore.
Le patate coltivate in estati calde e secche hanno spesso un difetto chiamato "piantine pre-raccolta" o "piantine di calore" che possono modificare la composizione chimica dei tuberi e ridurre la qualità complessiva e la commerciabilità della patata.
In questo studio sono state utilizzate 18 diverse cultivar per scoprire se le condizioni di stress termico da sole sono la causa di germogli problematici. Il progetto ha confermato che il colpevole era effettivamente il calore e che la naturale precocità o ritardo della varietà in questione non aveva nulla a che fare con il fatto che germogliasse sotto stress.
Per raggiungere questa conclusione, i ricercatori che lavorano con il dottor Li hanno studiato le risposte del trascrittoma delle patate sottoposte a stress termico. La ricerca sul trascrittoma prevede l'esame di geni, reti di interazione genica e caratteristiche dell'mRNA di una cellula per vedere come si comportano di fronte a fattori ambientali o malattie, fornendo uno sguardo molto approfondito e dettagliato sul comportamento e sulla funzione cellulare.
Lo studio ha scoperto che i geni associati alla dormienza sono sottoregolati nelle patate stressate dal calore, proprio come nelle patate stressate dal calore post-raccolta e post-raccolta, indicando che il metabolismo degli ormoni vegetali svolge un ruolo chiave nella germinazione. Queste informazioni si riveleranno utili quando si tratta di migliorare geneticamente le varietà di patate per la resistenza alla germinazione in condizioni di alta temperatura.
"Quello che abbiamo scoperto aiuterà gli agricoltori e i trasformatori a prendere decisioni migliori su come conservare e lavorare le patate sottoposte a stress termico", afferma Xiu-Qing Li. "Questa è una sfida affrontata dai produttori di tutto il mondo ed è stato fantastico poter contribuire alla nostra comprensione del problema e fornire raccomandazioni basate sull'evidenza". Lo studio ha fornito importanti spunti sulla scelta delle varietà di patate da coltivare, sul modo migliore per pianificare la conservazione e l'uso di patate sottoposte a stress termico e conoscenze per aiutare a sviluppare varietà resistenti al calore in futuro.
Poiché il cambiamento climatico minaccia di portare un clima ancora più caldo e irregolare, il dott. Lee suggerisce un'ulteriore valutazione delle varietà durante le calde condizioni estive e un ulteriore sviluppo di strategie globali per ridurre il rischio di stress da caldo.
Questa ricerca è un contributo inestimabile per ridurre il rischio di produzione di patate in Canada e nel mondo.