Sladký čirok: Řešení potravinové bezpečnosti při změně klimatu?

Sladký čirok: Řešení potravinové bezpečnosti při změně klimatu?

Vědci z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) udělali převratný pokrok na poli čiroku, plodiny známé svou robustností a přizpůsobivostí obtížným podmínkám pěstování. Tento vývoj by mohl zásadním způsobem přispět k posílení celosvětové potravinové bezpečnosti. Čirok, prastará plodina ze Súdánu, je zvláště zajímavý pro budoucí zemědělství díky své schopnosti produkovat více cukru ve slaných půdách. Tým vedený profesorem Peterem Nickem studoval různé aspekty této rostliny již několik let a nyní identifikoval přepínač genu SWEET13, který je zásadní pro transport cukru do zrn.

Zkoumání produkce cukru ve studiích tolerance soli ukázalo, že určité odrůdy čiroku, zejména Della tolerantní k soli a Razinieh citlivý na sůl, vykazují významné rozdíly v akumulaci cukru. Výsledky studie zveřejněné v odborném časopise Vědecké zprávy ukazují, že Della má výrazně vyšší produkci cukru než Razinieh za solných podmínek.

Studie o toleranci soli

Tento výzkum je zvláště důležitý vzhledem k rostoucím výzvám, kterým zemědělství čelí v důsledku změny klimatu, tepla a zvyšující se slanosti půdy. Nárůst světové populace vyvolává potřebu zvýšit produktivitu plodin, zejména obilovin. Pracovní skupina také zjistila, že odrůdy čiroku bohaté na cukr, známé jako čirok cukrový, jsou účinné při fotosyntéze a mohou produkovat velké množství biomasy.

V experimentech hodnotících toleranci soli Della a Razinieh bylo zjištěno, že Della dokázala vykázat nejen větší nárůst obsahu cukru, ale také efektivnější distribuci cukru v tkáních dřezu. Při stresu při setí vykazovala Della lepší retenci draslíku a účinnější vyloučení sodíku, zatímco Razinieh akumuloval více sodíku v zrnech ve stresových podmínkách.To nejen zdůrazňuje genetické rozdíly mezi odrůdami, ale také potenciální aplikačně orientované šlechtění se SWEET13, které může být dále podpořeno polymerázovou řetězovou reakcí (PCR).

Budoucí aplikace a výzkum

Praktické aplikace tohoto výzkumu ilustrují práce Dr. Adnana Kanbara a jeho týmu, kteří vyvinuli novou odrůdu čiroku cukrového vhodnou pro výrobu bioplynu, biopaliv a nových polymerů. Tento vývoj je slibný zejména pro regiony, jako je delta Nilu, Bangladéš nebo jižní Itálie, které stále více trpí zasolováním půdy.

Výzkumný tým plánuje další rozšíření znalostí o genové expresi a základních mechanismech transportu cukru s cílem optimalizovat proces šlechtění. Zvláště aktivní verze SWEET13 byla identifikována v syrské odrůdě čiroku Razinieh, což naznačuje, že genetické zdroje v regionu nabízejí vysoký potenciál pro budoucí šlechtitelské programy.

Stručně řečeno, zjištění z tohoto výzkumu by mohla nejen pomoci zlepšit potravinovou bezpečnost v oblastech ovlivněných slaností půdy, ale také prohloubit pochopení toho, jak rostliny reagují na abiotické stresy. Mezioborová spolupráce mezi různými institucemi, včetně Univerzity Martina Luthera Halle-Wittenberg a mezinárodními partnery z Egypta, Sýrie a USA, ilustruje globální význam tohoto výzkumu.