Za industriju krompira, upravljanje mirovanjem gomolja je ključno za održavanje kvaliteta i dugovečnosti uskladištenog krompira. Mirovanje, prirodna faza koja odgađa nicanje nakon žetve, ključna je za očuvanje održivosti sjemena i osiguravanje da krompir ostane spreman za tržište. Međutim, prerano nicanje ostaje značajan izazov, uzrokujući gubitke nakon žetve koji utiču na poljoprivrednike i proizvođače širom svijeta.
Nedavno istraživanje sa Poljoprivrednog univerziteta Sichuan, objavljeno u Horticultural Research 8. novembra 2023. baca novo svjetlo na molekularne procese iza mirovanja. Predvođena dr. Xiyao Wangom, studija tima fokusirala se na interakciju između dva proteina, StSN2 i StBIN2, i njihovu ulogu u produženju mirovanja gomolja krompira. Ova otkrića mogu dovesti do inovativnih strategija skladištenja i, potencijalno, genetskih poboljšanja za bolju otpornost na skladištenje.
Uloga StSN2 i StBIN2 u kontroli mirovanja
Dok su prethodna istraživanja identifikovala ključne gene koji utiču na mirovanje, složeni molekularni mehanizmi ostali su nedostižni. Ova studija zaranja dublje, pokazujući da interakcija između StSN2 i StBIN2 direktno utječe na mirovanje gomolja regulacijom bitnih hormonalnih puteva.
- Pregled mehanizma
Studija pokazuje da StSN2, protein vezan za mirovanje, direktno stupa u interakciju sa StBIN2, proteinom koji reguliše brasinosteroidnu (BR) signalizaciju, put biljnog hormona za koji se zna da utiče na rast i razvoj. Kroz testove kao što su testovi na dva hibrida kvasca i komplementarnost luciferaze, istraživači su potvrdili da StSN2 pojačava ekspresiju i aktivnost StBIN2, utičući na mirovanje kroz hormonsku regulaciju. - Regulacija hormonskog puta
U krompiru su biljni hormoni apscizinska kiselina (ABA) i brasinosteroidi (BR) ključni za održavanje mirovanja. StSN2 i StBIN2 regulišu ABA signalizaciju, što pomaže produžiti mirovanje aktiviranjem gena SnRK2.2/2.3/2.6 i ABI5, usporavajući proces klijanja. Istovremeno, oni inhibiraju BR signalizaciju potiskivanjem aktivnosti StBZR1, regulatora BR signala koji potiče rast. Povećavajući ABA i smanjujući aktivnost BR, ovi proteini zajedno stvaraju hormonsku ravnotežu koja produžava mirovanje. - Potencijal za poboljšano skladištenje
Rezultati studije su pokazali da krompir sa prekomerno eksprimiranim StSN2 i StBIN2 proteinima ima značajno produžene periode mirovanja. Eksperimenti mutageneze su također precizirali specifične ostatke cisteina unutar StBIN2 koji su kritični za njegovu interakciju sa StSN2, pružajući potencijalnu metu za buduću genetsku manipulaciju.
Praktične aplikacije za skladištenje krompira i upravljanje usevima
Nalazi ove studije nude praktične implikacije za poljoprivredu, posebno u upravljanju skladištenjem krompira. Uz mogućnost produženja mirovanja kroz kontroliranu manipulaciju interakcijom StSN2-StBIN2, farmeri i upravitelji skladišta mogli bi postići bolju kontrolu nad nicanjem, potencijalno smanjujući potrebu za kemijskim inhibitorima klijanja.
- Prednosti skladištenja
Produženi mirovanje može značiti da krompir ostaje održiv u skladištenju tokom dužeg perioda, smanjujući gubitke nakon žetve i poboljšavajući efikasnost lanca snabdijevanja. U regionima u kojima rano nicanje dovodi do značajnih gubitaka, ovaj pristup bi mogao imati značajan ekonomski uticaj. Prosječan gubitak u skladištenju krompira zbog nicanja samo u Sjevernoj Americi procjenjuje se na preko 150 miliona dolara godišnje, trošak koji bi se mogao smanjiti boljom kontrolom mirovanja. - Budući potencijal za uzgoj
Uvidi iz ove studije također otvaraju vrata za uzgojne programe usmjerene na trajnost skladištenja. Usmjeravajući specifične mehanizme iza mirovanja, uzgajivači bi mogli razviti sorte krompira koje prirodno duže zadržavaju kvalitet, čineći ih otpornijima u skladištenju bez hemijskih tretmana.
Otkriće interakcije StSN2 i StBIN2 proteina pruža vrijedan uvid u genetsku i hormonsku kontrolu mirovanja krompira, označavajući značajan napredak u nauci o skladištenju. Iskorištavanjem ovih molekularnih mehanizama, industrija krompira ima nove mogućnosti da poboljša trajnost skladištenja, smanji gubitke od nicanja, pa čak i potencijalno razvije nove sorte krompira otporne na skladištenje. Ova studija naglašava vitalnu ulogu molekularnog istraživanja u rješavanju poljoprivrednih izazova u stvarnom svijetu i naglašava potencijalne prednosti integracije genetskih pristupa u upravljanje usjevima i prakse skladištenja.
