بالنسبة لمزارعي البطاطس ومنتجي البذور، يُعدّ تحقيق نموّ متجانس وقويّ للمحصول حجر الزاوية في الربحية. ومع ذلك، لطالما شكّل التنبؤ بالأداء الحقلي لبذور الحقل بالاعتماد فقط على الخصائص الفيزيائية للدرنات تحديًا. وقد قدّمت دراسة شاملة، امتدّت لسنوات عديدة وشملت مواقع متعددة، رؤىً بالغة الأهمية، مؤكدةً أن قوة النباتات المزروعة من درنات بذور متطابقة وراثيًا يمكن أن تختلف منهجيًا، ويمكن التنبؤ بها، بالنسبة لبعض الأصناف، من خلال تحليل كيميائي حيوي متقدم.

شمل البحث، الذي أُجري على مدى ثلاث سنوات (2019-2021) في حقول تجريبية في جميع أنحاء فرنسا وهولندا، ستة أصناف تجارية (Challenger, Colomba، فيستين، Innovator, Sagitta(وسيرستا). وقد مُثِّل كل صنف بـ 30 مجموعة بذور متميزة من أصول إنتاجية مختلفة. والنتيجة الرئيسية هي أن أظهرت القوة، التي تم قياسها من خلال مساحة المظلة المقاسة بواسطة الطائرات بدون طيار بعد 47 يومًا من الزراعة (DAP)، ارتباطات مهمة عبر حقول الاختبار لبعض الأصناف ولكن ليس للأصناف الأخرىيشير هذا إلى تفاعل قوي بين النمط الجيني والبيئة (GxE)، حيث يعتمد التعبير عن سمات القوة على كل من التركيب الجيني وظروف النمو.

كان جوهر البحث هو تحديد ما إذا كانت الخصائص الكيميائية الحيوية لدرنات البذور تُمثل مؤشرًا موثوقًا للأداء الحقلي. والإجابة دقيقة:

  • أصناف يمكن التنبؤ بها: في عمل مهرجان وإلى حد أقل، Sagittaكانت قوة النمو "قابلة للتنبؤ بشكل معقول". يمكن لنموذج قائم على البيانات، باستخدام بيانات كيميائية حيوية، التمييز بين فئات قوة النمو الأقل من المتوسط، والمتوسطة، والأعلى من المتوسط ​​بدقة عملية. هذا المستوى من القدرة على التنبؤ كافٍ لتصنيف مجموعات البذور عالية الإنتاجية.
  • أصناف غير متوقعة: بالنسبة للأصناف الأربعة الأخرى (Challenger, Colomba, Innovatorوسيرستالم يُعثر على نموذج تنبؤ موثوق. وكانت ارتباطات النشاط بين المجالات غير متسقة، مما يشير إلى أن عوامل تتجاوز التركيب الكيميائي الحيوي المُقاس - ربما عمليات بيولوجية عشوائية أو إشارات بيئية غير مُقاسة - تلعب دورًا مهيمنًا في هذه الأنماط الجينية.

الأمر الحاسم هو أنه من خلال خوارزميات الاختيار المتغيرة، تمكنت الدراسة من تحديد مطيافية تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR) تُعتبر عينات الدرنات الجافة أقوى وأكثر أدوات التشخيص فعالية. يوفر تحليل تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR) بصمة كيميائية سريعة وعالية الإنتاجية، مما يجعله تقنية مثالية للتطبيقات الصناعية. تُعد هذه النتيجة بالغة الأهمية لأنها تتجاوز الطرق التحليلية الأبطأ والأكثر تكلفة.

كما يسلط البحث الضوء على عقبة رئيسية: التأثير البيئي. 2021 أظهرت ظروفًا معاكسة قللت بشكل كبير من إمكانية التنبؤ والارتباط الميداني، لا سيما في فرنسا. وهذا يؤكد أن أي نموذج تنبؤي يجب أن يتضمن في نهاية المطاف بيانات بيئية متاحة بسهولة لمراعاة تفاعلات GxE. يكمن المسار المستقبلي في دمج بيانات الدرنات الكيميائية الحيوية في نماذج نمو مدروسة فيزيولوجياً، ومُعايرة لأنماط جينية محددة.

يؤكد هذا المشروع بنجاح فرضية أن الملف الكيميائي الحيوي لدرنة البذور يحتوي على معلومات قيّمة حول قدرتها على النمو في الحقل. ومع ذلك، فإن تطبيق هذه المعرفة يعتمد بشكل كبير على الصنف. بالنسبة لصنف مستقر مثل Festien، يمثل التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء بتقنية فورييه (FTIR) نقلة نوعية، إذ يوفر طريقة سريعة وقابلة للتطوير لتصنيف جودة البذور في الحقل، ويحل محل اختبارات الإنبات الأكثر صعوبة. أما بالنسبة للأصناف الأخرى، فيستمر السعي لتحقيق القدرة على التنبؤ، مما يشير إلى الحاجة إلى مقاييس ونماذج أكثر ديناميكية لقياس القوة تراعي التباين البيئي. بالنسبة لصناعة البذور، يتمثل الأثر المباشر في إمكانية اعتماد قوة محددة للصنف باستخدام تقنية فورييه (FTIR)، مما يُمكّن المزارعين من اتخاذ قرارات شراء أكثر استنارة وتحسين أداء الحقل. ومن المرجح أن يمزج مستقبل اختبار البذور بين التنميط الكيميائي الحيوي عالي الإنتاجية والنمذجة البيئية لتوفير قدرة تنبؤية حقيقية.