04.04.2023 08:29 | Źródło: cordis.europa.eu

O krok bliżej wyhodowania odporniejszej odmiany ziemniaka

Naukowcy wspierani przez Unię Europejską rozpoczynają nową turę badań, które pozwolą im dowiedzieć się, jak wybrane odmiany ziemniaka reagują na różne stresory środowiskowe.

Finansowany ze środków Unii Europejskiej projekt ADAPT, którego realizacja rozpoczęła się w 2020 roku, poświęcony jest strategiom zwiększającym odporność upraw ziemniaka na trudne warunki wegetacyjne kształtowane przez zmieniający się klimat. Chcąc przyjrzeć się bliżej, w jaki sposób różnorodne odmiany ziemniaka reagują na czynniki środowiskowe, takie jak wysokie temperatury, susza, czy powodzie, zespół projektu starał się ustalić nowe strategie hodowlane, a ponadto dopasować poszczególne odmiany do konkretnych warunków środowiskowych.

Przez ostatnie dwa lata uczestnicy projektu ADAPT prowadzili doświadczenia polowe w Hiszpanii, Niderlandach i Austrii, badając szeroki wachlarz wybranych odmian ziemniaka. Obecnie projekt wchodzi w ostatnią fazę, w której odbędzie się nowa tura badań z wykorzystaniem zautomatyzowanej, wysokoprzepustowej techniki fenotypowania (określania cech fizycznych roślin), koncentrujących się tylko na dwóch odmianach – Desirée oraz Lady Rosetta – wyselekcjonowanych na podstawie wcześniejszych doświadczeń polowych. Badania zostaną przeprowadzone w obiektach należących do jednego z partnerów projektu ADAPT, czeskiej firmy Photon Systems Instruments zajmującej się tworzeniem technologii przesiewowych. W tym celu naukowcy wyhodują w drodze inżynierii tkankowej sadzonki dwóch wyselekcjonowanych odmian, a następnie będą prowadzić ich uprawę na glebie w ściśle kontrolowanych warunkach środowiskowych.

Wpływ upałów, susz i podtopień

Wcześniejsze doświadczenia szklarniowe przeprowadzone w ramach projektu wykazały różne poziomy tolerancji roślin na wysokie temperatury i suszę – dwa czynniki stresowe badane w projekcie ADAPT – a także na podtopienia. Jak czytamy w komunikacie prasowym na stronie projektu ADAPT, te wyraźne różnice zostały zaobserwowane podczas analiz każdego stresora oddzielnie, jak również w połączeniu z pozostałymi dwoma czynnikami, co dało bardziej realistyczny obraz w kontekście zmiany klimatu.

„W pierwszej fazie projektu udoskonaliliśmy układ doświadczalny, między innymi w zakresie intensywności i czasu trwania warunków stresowych oraz najlepszego czasu pobierania próbek. Dysponując zebranymi w ten sposób danymi, możemy teraz bardzo szczegółowo przyjrzeć się tym procesom na przykładzie dwóch kontrastujących ze sobą odmian ziemniaka, a także połączyć zautomatyzowane fenotypowanie ze szczegółową analizą odpowiedzi morfologicznej i fizjologicznej roślin na różne stresory”, podkreśla zespół projektu. „Ponadto prace pozwolą określić zmiany biochemiczne i molekularne będące odpowiedzią na pojedyncze i połączone stresory oraz przeanalizować je na poziomie sieci, co umożliwi zrozumienie, w jaki sposób rośliny ziemniaka przystosowują się do działania tych czynników i dlaczego niektóre odmiany radzą sobie lepiej niż inne”.

Próbki roślin będą pobierane w kluczowych punktach czasowych prowadzonego doświadczenia, a następnie ich badaniem zajmą się poszczególni członkowie konsorcjum. Uniwersytet Wiedeński, koordynator projektu ADAPT, oraz Uniwersytet Fryderyka Aleksandra w Erlangen i Norymberdze, niemiecki partner projektu, przeprowadzą badania dotyczące zmian proteomu i metabolomu roślin. Z kolei analizą fitohormonów zajmie się partner projektu z Czech – Uniwersytet Palackiego w Ołomuńcu, a partner ze Słowenii – Narodowy Instytut Biologii (NIB) w Lublanie – będzie monitorował zmiany w ekspresji genów.

Wszystkie te dane zostaną następnie połączone i wykorzystane do zaktualizowania modeli odpowiedzi na stres, które naukowcy z NIB stworzyli na podstawie wcześniejszych danych. Co więcej, zgromadzone dotychczas dane zostały przedstawione w formie mapy wiedzy na temat stresu środowiskowego – Stress Knowledge Map – którą zespół instytutu NIB opracował w ramach projektu ADAPT (Accelerated Development of multiple-stress tolerAnt PoTato).

opublikowano: 28.03.2023 / foto: © Demencial Studies/stock.adobe.com / cordis.europa.eu