Membantu petani menemukan varietas kentang yang lebih tahan terhadap potensi gangguan gelombang panas sangat penting untuk keberlanjutan dan profitabilitas produksi kentang Kanada 4.5 juta ton per tahun, lapor Portal Potatoes.news.
Menyadari kebutuhan ini, Dr. Xu-Qing Li, Peneliti Pertanian dan Pangan Pertanian Kanada (AAFC) di Pusat Penelitian dan Pengembangan Fredericton di New Brunswick, telah mempelajari stres panas pada kentang selama bertahun-tahun. Pada tahun 2018, ia membawa karyanya ke tingkat berikutnya dengan bergabung dengan tim ilmuwan dari Universitas New Brunswick dan sejumlah kolaborator internasional untuk mempelajari respons 55 varietas kentang yang berbeda terhadap tekanan panas, studi skala besar pertama dari jenisnya.
Pada sebagian besar varietas yang diteliti, cekaman panas mengurangi ukuran daun, tetapi meningkatkan pucuk dan tinggi tanaman, sekaligus sangat mengurangi jumlah dan berat umbi. Studi ini juga menentukan varietas mana yang paling tahan panas: Eramosa, Chieftain, AC Belmont dan Superior.
Mengidentifikasi varietas-varietas ini merupakan langkah pertama yang penting, tetapi bahkan kentang-kentang ini tidak dapat bertahan dengan baik dalam cuaca panas, jadi jelas diperlukan lebih banyak penelitian. Pada tahun 2020, Dr. Lee berkolaborasi dengan rekan AAFC Dr. Benoît Bizimungu dan ilmuwan di Queen's University untuk melakukan penelitian yang kemudian dianugerahi American Journal of Potato Research.
Dalam publikasi mereka "Pengaruh kematangan awal terhadap ketahanan terhadap cekaman panas pada lima puluh varietas kentangDitekankan bahwa varietas kentang yang dikenal karena pematangan awal di lapangan tumbuh pada tingkat yang sama seperti yang kemudian ketika mereka mengalami stres panas di rumah kaca, yaitu. panas sebenarnya memperlambat proses pematangan mereka.
Studi oleh Dr. Lee dan rekan berusaha untuk mengidentifikasi gen kentang tertentu yang dapat membantu menjelaskan mengapa hal ini terjadi dan mekanisme yang menentukan apakah varietas kentang akan matang lebih awal atau lebih lambat.
Stres panas menyebabkan kentang bereaksi dengan mengubah waktu yang dibutuhkan untuk matang, dan suhu yang lebih tinggi sebenarnya memperlambat pertumbuhannya.
Setelah studi pemenang penghargaan ini, Dr. Lee meluncurkan dan memimpin proyek penelitian baru untuk mempelajari lebih jauh dan menyelam lebih dalam ke dalam mekanisme genomik dari respons kentang terhadap stres panas. Pada tahun 2020, ia mengidentifikasi gen yang mengatur perkecambahan akibat panas.
Kentang yang ditanam di musim panas yang kering dan panas sering kali memiliki cacat yang disebut "bibit prapanen" atau "bibit panas" yang dapat mengubah komposisi kimia umbi dan mengurangi kualitas dan daya jual kentang secara keseluruhan.
Dalam penelitian ini, 18 kultivar berbeda digunakan untuk mengetahui apakah kondisi cekaman panas saja yang menjadi penyebab kecambah bermasalah. Proyek tersebut mengkonfirmasi bahwa panas memang biang keladinya, dan bahwa kecanggihan alami atau keterlambatan varietas tersebut tidak ada hubungannya dengan apakah ia tumbuh di bawah tekanan.
Untuk mencapai kesimpulan ini, para peneliti yang bekerja dengan Dr. Li mempelajari respons transkriptom dari kentang yang mengalami stres panas. Penelitian transkriptom melibatkan pemeriksaan gen, jaringan interaksi gen, dan fitur mRNA sel untuk melihat bagaimana mereka berperilaku ketika dihadapkan dengan faktor lingkungan atau penyakit, memberikan pandangan yang sangat mendalam dan rinci pada perilaku dan fungsi sel.
Studi ini menemukan bahwa gen yang terkait dengan dormansi diturunkan regulasinya pada kentang stres panas, seperti halnya pada kentang stres pasca panen pasca panen pasca panen, menunjukkan bahwa metabolisme hormon tanaman memainkan peran kunci dalam perkecambahan. Informasi ini akan terbukti berguna dalam hal perbaikan genetik varietas kentang untuk ketahanan perkecambahan di bawah kondisi suhu tinggi.
“Apa yang kami temukan akan membantu petani dan pengolah membuat keputusan yang lebih baik tentang cara menyimpan dan memproses kentang yang mengalami stres panas,” kata Xiu-Qing Li. “Ini adalah tantangan yang dihadapi oleh produsen di seluruh dunia, dan sangat bagus untuk dapat berkontribusi pada pemahaman kami tentang masalah ini dan memberikan rekomendasi berbasis bukti.” Studi ini memberikan wawasan penting tentang pilihan varietas kentang untuk ditanam, cara terbaik untuk merencanakan penyimpanan dan penggunaan kentang stres panas, dan pengetahuan untuk membantu mengembangkan varietas tahan panas di masa depan.
Karena perubahan iklim mengancam untuk membawa cuaca yang lebih panas dan lebih tidak menentu, Dr. Lee menyarankan evaluasi lebih lanjut dari varietas selama kondisi musim panas dan pengembangan lebih lanjut dari strategi komprehensif untuk mengurangi risiko tekanan panas.
Penelitian ini merupakan kontribusi yang sangat berharga untuk mengurangi risiko produksi kentang di Kanada dan di seluruh dunia.