Édes cirok: megoldás az élelmezésbiztonságra a klímaváltozásban?

Édes cirok: megoldás az élelmezésbiztonságra a klímaváltozásban?

A Karlsruhei Technológiai Intézet (KIT) kutatói úttörő eredményeket értek el a cirok területén, amely növény robusztusságáról és a nehéz termesztési körülményekhez való alkalmazkodóképességéről ismert. Ezek a fejlemények döntő mértékben hozzájárulhatnak a globális élelmezésbiztonság erősítéséhez. A cirok, egy ősi szudáni növény, különösen érdekes a jövő mezőgazdasága számára, mivel képes több cukrot termelni szikes talajokon. A Peter Nick professzor által vezetett csapat évek óta tanulmányozta ennek a növénynek a különböző aspektusait, és most azonosította a SWEET13 génkapcsolót, amely kulcsfontosságú a cukornak a szemekbe történő szállításában.

A cukortermelés sótűrési vizsgálatokban végzett vizsgálata kimutatta, hogy bizonyos cirokfajták, különösen a sótűrő Della és a sóérzékeny Razinieh, jelentős különbségeket mutatnak a cukor felhalmozódásában. A tanulmány eredményei a szaklapban jelentek meg Tudományos Jelentések, azt mutatják, hogy a Della sós körülmények között lényegesen magasabb cukortermeléssel rendelkezik, mint a Razinieh.

Tanulmányok a sótoleranciáról

Ez a kutatás különösen fontos az éghajlatváltozás, a hőség és a növekvő talaj sótartalma miatt a mezőgazdaság előtt álló növekvő kihívásokra tekintettel. A világ népességének növekedése szükségessé teszi a növények, különösen a gabonafélék termelékenységének növelését. A munkacsoport azt is megállapította, hogy a cukorcirokként ismert, cukorban gazdag fajták hatékonyak a fotoszintézisben, és nagy mennyiségű biomasszát képesek előállítani.

A Della és Razinieh sótűrő képességét értékelő kísérletek során azt találták, hogy Della nemcsak a cukortartalom nagyobb mértékű növekedését tudta kimutatni, hanem a cukor hatékonyabb eloszlását is a nyelőszövetekben. Vetésstressz hatására Della jobban megtartotta a káliumot és hatékonyabban zárta ki a nátriumot, míg Razinieh stresszes körülmények között több nátriumot halmozott fel a szemekben.Ez nem csak a fajták közötti genetikai különbségekre világít rá, hanem a SWEET13-mal való lehetséges alkalmazásorientált nemesítésre is, amelyet polimeráz láncreakcióval (PCR) tovább lehet támogatni.

Jövőbeli alkalmazások és kutatások

Dr. Adnan Kanbar és csapata munkái, akik egy új, biogáz, bioüzemanyagok és új polimerek előállítására alkalmas cukorcirok fajtát fejlesztettek ki, szemléltetik ennek a kutatásnak a gyakorlati alkalmazását. Ezek a fejlesztések ígéretesek, különösen az olyan régiók számára, mint a Nílus-delta, Banglades vagy Dél-Olaszország, amelyek egyre inkább szenvednek a talaj szikesedésétől.

A kutatócsoport azt tervezi, hogy tovább bővíti a génexpresszióval és a cukortranszport mögött meghúzódó mechanizmusokkal kapcsolatos ismereteit a nemesítési folyamat optimalizálása érdekében. A SWEET13 különösen aktív változatát a szíriai Razinieh cirokfajtában azonosították, ami arra utal, hogy a régió genetikai erőforrásai nagy lehetőségeket rejtenek a jövőbeni nemesítési programok számára.

Összefoglalva, ennek a kutatásnak az eredményei nemcsak javíthatják az élelmezésbiztonságot a talaj sótartalma által érintett területeken, hanem elmélyíthetik annak megértését is, hogy a növények hogyan reagálnak az abiotikus stresszre. A különböző intézmények, köztük a Halle-Wittenberg Martin Luther Egyetem és az egyiptomi, szíriai és amerikai nemzetközi partnerek közötti interdiszciplináris együttműködés jól mutatja a kutatás globális jelentőségét.