Zoete sorghum: de oplossing voor voedselzekerheid in het kader van klimaatverandering?

Zoete sorghum: de oplossing voor voedselzekerheid in het kader van klimaatverandering?

Onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hebben baanbrekende vooruitgang geboekt op het gebied van sorghum, een gewas dat bekend staat om zijn robuustheid en aanpassingsvermogen aan moeilijke groeiomstandigheden. Deze ontwikkelingen kunnen een cruciale bijdrage leveren aan het versterken van de mondiale voedselzekerheid. Sorghum, een oeroud gewas uit Soedan, is van bijzonder belang voor de toekomstige landbouw vanwege het vermogen ervan om meer suiker te produceren in zoute gronden. Het team onder leiding van professor Peter Nick bestudeert al enkele jaren verschillende aspecten van deze plant en heeft nu de SWEET13-genschakelaar geïdentificeerd, die cruciaal is voor het transport van suiker naar de granen.

Onderzoek naar de suikerproductie in onderzoek naar zouttolerantie heeft aangetoond dat bepaalde sorghumvariëteiten, met name de zouttolerante Della en de zoutgevoelige Razinieh, significante verschillen vertonen in de suikeraccumulatie. De onderzoeksresultaten, gepubliceerd in het vaktijdschrift Wetenschappelijke rapporten, laten zien dat Della onder zoute omstandigheden een aanzienlijk hogere suikerproductie heeft dan Razinieh.

Onderzoek naar zouttolerantie

Dit onderzoek is vooral relevant gezien de groeiende uitdagingen waarmee de landbouw wordt geconfronteerd als gevolg van klimaatverandering, hitte en het toenemende zoutgehalte van de bodem. De toename van de wereldbevolking maakt het noodzakelijk om de productiviteit van gewassen, vooral granen, te verhogen. De werkgroep ontdekte ook dat suikerrijke sorghumvariëteiten, bekend als suikersorghum, efficiënt zijn in fotosynthese en grote hoeveelheden biomassa kunnen produceren.

In de experimenten waarin de zouttolerantie van Della en Razinieh werd geëvalueerd, werd ontdekt dat Della niet alleen een grotere toename van het suikergehalte kon aantonen, maar ook een efficiëntere verdeling van suiker in de zinkweefsels. Onder zaaistress vertoonde Della een betere retentie van kalium en een effectievere uitsluiting van natrium, terwijl Razinieh onder stressvolle omstandigheden meer natrium in de granen accumuleerde.Dit benadrukt niet alleen de genetische verschillen tussen de rassen, maar ook de potentiële toepassingsgerichte veredeling met SWEET13, die verder kan worden ondersteund door polymerasekettingreactie (PCR).

Toekomstige toepassingen en onderzoek

De werken van Dr. Adnan Kanbar en zijn team, die een nieuwe suikersorghumvariëteit hebben ontwikkeld die geschikt is voor de productie van biogas, biobrandstoffen en nieuwe polymeren, illustreren de praktische toepassingen van dit onderzoek. Deze ontwikkelingen zijn veelbelovend, vooral voor regio’s als de Nijldelta, Bangladesh of Zuid-Italië, die steeds meer te lijden hebben onder verzilting van de bodem.

Het onderzoeksteam is van plan de kennis van genexpressie en de onderliggende mechanismen van suikertransport verder uit te breiden om het veredelingsproces te optimaliseren. Een bijzonder actieve versie van SWEET13 werd geïdentificeerd in de Syrische sorghumvariëteit Razinieh, wat suggereert dat de genetische hulpbronnen in de regio een groot potentieel bieden voor toekomstige fokprogramma's.

Samenvattend kunnen de bevindingen uit dit onderzoek niet alleen de voedselzekerheid helpen verbeteren in gebieden die worden getroffen door het zoutgehalte van de bodem, maar ook het inzicht vergroten in hoe planten reageren op abiotische stress. De interdisciplinaire samenwerking tussen de verschillende instellingen, waaronder de Martin Luther Universiteit Halle-Wittenberg en internationale partners uit Egypte, Syrië en de VS, illustreert het mondiale belang van dit onderzoek.