O krok bliżej wyhodowania odporniejszej odmiany ziemniaka
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). Więcej informacji: strona projektu ADAPT
Słowa kluczowe
ADAPT, ziemniak, uprawa, Desirée, Lady Rosetta, fenotypowanie, stresory środowiskowe