Szereg raportów na międzynarodowej konferencji „Genetyka, genomika, bioinformatyka i biotechnologia roślin” (PlantGen2021), która odbyła się w Nowosybirsku, poświęcono nowym sposobom ochrony tej uprawy przed różnymi zagrożeniami i ryzykiem.
Guzel Burkhanova (Instytut Biochemii i Genetyki Centrum Naukowego Ufa Rosyjskiej Akademii Nauk) opowiedział o sposobach indukowania odporności ziemniaka na wirusy za pomocą endofitycznej bakterii Bacillus. Pierwsze testy przeprowadzone podczas badań wykazały, że po potraktowaniu rośliny zawiesiną komórek bakteryjnych, zawartość w niej wirusowego RNA zmniejszyła się, a aktywność szeregu białek i enzymów ochronnych wzrosła. Ponieważ stosowanie różnych szczepów bakteryjnych daje odmienny efekt w stosunku do niektórych typów wirusów infekujących rośliny ziemniaka, prelegent zauważył, że optymalne byłoby stworzenie złożonych preparatów do zwalczania infekcji wirusowych.
Jedną z nowoczesnych metod certyfikacji odmian roślin uprawnych jest genotypowanie SSR. Za jego pomocą izoluje się informacyjne markery molekularne, które pozwalają na uzyskanie indywidualnej cechy odmiany lub genotypu, tzw. Profil DNA. Obecność tego profilu pozwala na szybsze i celowe prowadzenie dalszych prac hodowlanych. Dilyara Gritsenko (Instytut Biologii Roślin i Biotechnologii, Ałmaty, Kazachstan) przedstawiła na konferencji wyniki profilowania SSR odmian ziemniaka odpornych na patogeny. Oczywiście badanie to zostało przeprowadzone z naciskiem na odmiany selekcji kazachskiej, zorientowane na rynek tego kraju. Ale samo doświadczenie zdobyte podczas jego realizacji ma bardziej uniwersalny charakter i może być z powodzeniem wykorzystywane przez innych naukowców, w tym rosyjskich.
Zagrożenia dla ziemniaków nie ograniczają się do chorób i szkodników. Wiadomo, że ziemniaki wystawione na działanie niskich temperatur (najczęściej podczas przechowywania zebranych plonów) nabierają słodkiego smaku, który mało kto lubi. Proces ten nazywa się scukrzaniem na zimno, gdy ze skrobi powstają cukry proste, takie jak glukoza. Podczas dalszej obróbki termicznej bulw, na przykład podczas przygotowywania chipsów, frytek, cukry te reagują z aminokwasami, co powoduje ciemnienie i już gorzki smak, dodatkowo obniżając właściwości konsumpcyjne roślin okopowych.
Tradycyjne metody zapobiegania scukrzaniu na zimno sprowadzają się zwykle do specjalnego wyposażenia pomieszczeń magazynowych, wiążą się z dodatkowymi kosztami i nie zawsze pomagają. Anastasia Egorova (Instytut Cytologii i Genetyki SB RAS, Nowosybirsk) pokazała w swoim raporcie, jak nowoczesne technologie genetyczne pomagają rozwiązać ten problem.
„Zastosowaliśmy dwie strategie. Pierwszym z nich jest „wyłączenie” genu, który uruchamia konwersję sacharozy w glukozę i fruktozę. Eksperymenty pokazują, że znacznie zmniejsza to intensywność scukrzania roślin na zimno. A teraz wykonujemy podobną pracę z popularnymi rosyjskimi odmianami ziemniaków. Drugą strategią jest wprowadzenie do hodowli gatunków dzikich ziemniaków, które są już odporne na scukrzanie ”- powiedziała.
Głównym problemem dla realizacji drugiej strategii jest wysoka zawartość steroidowych glikoalkaloidów toksycznych dla człowieka w korzeniach takich dzikich odmian. Naukowcy zidentyfikowali jednak kandydata na gen odpowiedzialny za akumulację tych glikoalkaloidów i teraz zamierzają go „wyłączyć”, zachowując jednocześnie odporność rośliny na scukrzanie.
Jak zauważa naukowiec, są to strategie równoległe, a w przyszłości, w przypadku pomyślnego zakończenia prac w obu kierunkach, hodowcy otrzymają od razu dwie metody tworzenia odmian odpornych na scukrzanie na zimno.