Terrence Robinson minns fortfarande massakern på Alla hjärtans dag 2015, inte 1929.
För Cornell University trädgårdsprofessor för tankarna inte till Tommy Gunn eller Al Capones Chicago. Boven i Robinsonmassakern var inte ett gäng, det var vädret. Och offret var en äppelträdgård i nordöstra USA.
”Temperaturerna värmdes upp i februari, och sedan flyttade en stor kall luftmassa in i New York och trängde in i fruktodlingsregionerna i Pennsylvania,” mindes han. ”På våren började vi se skador på träden.”
Vissa forskare har kallat detta fenomen ”snabb nedgång av äpplen.” Robinson och hans kollegor drog slutsatsen att det plötsliga temperaturfallet på 65°F (36°C) på några dagar chockade fruktträdgårdar som hade börjat komma ur viloläge på grund av den tidigare värmen. De fann också att den mest betydande skadan inte var på stammen eller grenarna, utan på grundstammen, trädets ryggrad.
Deras fundament är ofta ganska gamla. Till exempel utvecklades den mycket planterade M9-grundstammen för mer än ett sekel sedan vid East Malling Research Institute i England. Men i takt med att extrema väderhändelser på grund av klimatkrisen fortsätter att accelerera, är forskare som Robinson alltmer oroade över att beprövade grundstammar kanske inte kommer att stå emot tidens tand under de kommande decennierna.
Rotstocksskador innebär skador på den amerikanska äppelindustrin, som genererar cirka 23 miljarder dollar i ekonomisk aktivitet årligen och producerar mer än 11 miljarder pund av landets mest konsumerade frukt. Det beror på att nästan alla kommersiellt tillgängliga äppelträd faktiskt är en kombination av två separata växter.
Den äppelproducerande delen av trädet, kallad scion, startas som sticklingar från sorter som Gala och Red Delicious. Plantskolan tar sedan bort grundstammen från allt utom en liten del av ett annat träd och ympar trädet på den grundstammen. Denna teknologi kombinerar högkvalitativ frukt med rötter som bestämmer kommersiellt viktiga egenskaper såsom dvärgväxtlighet (nödvändigt för effektiv skörd).
Robinson, tillsammans med USDA-forskaren Gennaro Fazio, leder Nordamerikas enda försök att förse kommersiella odlare med ny fruktträdgårdsinfrastruktur. Cornell University och Department of Agriculture samarbetar för att genomföra Genèves äppelgrundstammsförädlingsprogram vid en forskningsstation i Genève, New York.
Sedan 1968 har forskare som Robinson och Fazio hybridiserat och utvärderat äppelträd och letat efter grundstammar som är mer motståndskraftiga för en föränderlig värld. Även om programmets initiala fokus låg på sjukdomsresistens, särskilt mot en bakterieinfektion känd som brandsjuka, börjar uppfödare lägga mer vikt vid de egenskaper som äppelgrundstammar behöver för framtida framgång.
”Vi vill fortfarande ha dvärggrundstammar eftersom dvärgträdgårdar är mer lönsamma och kan skördas tidigare”, sa Robinson. ”Vi har utökat listan med mål för detta program till att inkludera torktolerans, tolerans mot mycket salthaltiga jordar och förmågan att motstå mildare vintrar.”
Detta är ett projekt som belönar tålamod. Det kan ta 30 år eller mer att korsa träd från olika grundstammar, screena deras avkomma för önskvärda egenskaper och se till att de nya grundstammarna fungerar i verkliga miljöer. Cornell University släppte inte den första kommersiella sorten förrän 1997. Den första korsningen av de tre sorterna som skulle släppas 2023 ägde rum på 1970-talet.
Robinson har själv varit involverad i programmet sedan 1991. ”Att lära sig älska äppelgrundstam kräver ett långsiktigt engagemang”, sa han.
Lee Kalsitz menar att nyckeln till långsiktig framgång kan ligga i avel utan ett specifikt klimat i åtanke. Han är professor i träd- och fruktfysiologi vid Washington State University och leder projektet Pear and Apple Climate Resilience Enhancement (Sparc), en nationell forskningsinsats som syftar till att skydda fruktträd från extrema väderhändelser. (Fazio och Robinson är också medlemmar.)
När odlare etablerar nya äppelodlingar gör de en investering med förväntningen att den ska producera frukt i 15 till 30 år, förklarade Kalsitz. De kan vara säkra på de breda förändringarna i det lokala klimatet över tid, men oförutsedda händelser som inträffar under de första åren efter plantering kan förstöra långsiktiga vinster.
En studie publicerad 2024 av Kalcsits et al. fann att både höst- och vårtemperaturerna blir varmare i äppelodlande regioner över hela landet. Detta gör det svårt för vissa äppelträd att klara de minimikrav på kyla som trädet måste uppleva innan blomningen. Träd svarar också genom att gå in i dvala senare och återvända från det tidigare, vilket ökar deras sårbarhet i händelse av en köldknäpp.
Och i takt med att klimatkrisen försvagar den polära jetströmmen, vilket gör att kall luft från Arktis ”polära virvel” kan nå fler delar av USA, blir skarpa vintertemperatursvängningar allt vanligare. Robinson noterar att fyra skadliga köldknäppar har drabbat några av landets stora äppelodlingsregioner sedan 2015, inklusive södra Pennsylvania och västra Michigan.
Rotstocken avgör hur ett träd reagerar på klimatet. Genom sin interaktion med ättlingen kan grundstammen låta äppelträdet vänja sig vid kylan längre eller kräva mindre kyla för att öppna knopparna. Genom att undertrycka aktiviteten hos ättlingen under torka, tillåter grundstammar äpplen att överleva med mindre vatten. Alla dessa egenskaper förbättrar den totala motståndskraften snarare än att optimera för specifika förhållanden.
”Vi måste komma ihåg att de grundstammar vi väljer är anpassningsbara. Det är inte så att de är anpassade till det framtida klimatet, det är att de är anpassningsbara”, sa Karksist.
Cornell University och USDA avelsprogram hjälper redan grundstammar att överleva falska fjädrar och efterföljande köldknäppar, och nya sorter har visat mycket mindre skada än standard M9. Genom att fortsätta att korsa dessa nya grundstammar hoppas forskarna kunna kombinera styrkorna hos var och en för att skapa bättre alternativ för ett föränderligt klimat. De tittar också på vilda äpplen från Centralasien, där äpplen först domesticerades, som en ny källa till genetisk mångfald.
När dessa korsningar väl är gjorda kommer den mest lovande avkomman att testas över hela landet som en del av en samarbetsstudie som kallas NC-140. En av dessa experimentella fruktträdgårdar ligger vid North Carolina State Universitys Mountain Horticulture Crops Research Station, cirka 20 mil söder om Asheville.
En solig dag på senvintern promenerar Mike Parker, specialist för förlängning av trädfrukter, bland de prydliga raderna av rotstockstestning. Ett magert äppelträd utan löv vilar på en femtrådig spaljé förankrad av tjocka trästolpar. Detta är ett stödsystem för att hjälpa den lilla stammen att bära höstgrödor.
De flesta Parker-träd växer här i 10 år, och forskare samlar in detaljer som överlevnadsgrad, stamstorlek, fruktstorlek och avkastning varje år. Dessa långsiktiga data hjälper uppfödare och trädgårdsodlare att få förtroende för att nya grundstammar kommer att fungera som ursprungligen avsett. Alternativt kan du filtrera bort kandidater som indikerar oväntade problem.
”När du gör replikeringstester i flera tillstånd, finns det några saker du snabbt lär dig, inklusive att den här grundstammen är en hund och inte kan flyga,” sa Parker med ett leende. ”Vi skulle mycket hellre låta en odlare dö i vårt labb än att förlora ett träd på sin gård.”
Precis som Robinson är Parker en veteran i jobbet och tog över utvärderingen av grundstammar vid North Carolina State University 1996. Han planerar också att gå i pension inom det närmaste året eller så, liksom många av hans kollegor vid Cornell University.
Robinson oroar sig för vad som kommer att hända med utvecklingen av grundstammar när hans generation av forskare åldras och flyttar bort från fruktträdgårdsforskning. Forskningsfinansieringen har varit relativt stabil hittills, och hans forskning har fått ett entusiastisk stöd från branschgrupper som American Apple Association, men han säger att unga forskare är mer intresserade av att föda upp träd än att tålmodigt vänta på grundstamsutveckling.
I allmänhet verkar långsiktiga perspektiv vara impopulära hos finansiärer i det nuvarande vetenskapliga klimatet, fortsatte han.
”Jag är orolig att de kommer att säga,” Vi har haft tillräckligt med grundstammar, låt oss sluta med det här. Och för de problem som vi står inför nu har vi förmodligen tillräckligt med grundstammar. Men dessa nya problem som vi inte riktigt tänkt på eller planerat för kanske inte kan åtgärdas om programmet stoppas.”
