Sladký cirok: Riešenie potravinovej bezpečnosti pri zmene klímy?

Sladký cirok: Riešenie potravinovej bezpečnosti pri zmene klímy?

Výskumníci z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) urobili prelomový pokrok v oblasti ciroku, plodiny známej svojou robustnosťou a prispôsobivosťou náročným pestovateľským podmienkam. Tento vývoj by mohol zásadne prispieť k posilneniu globálnej potravinovej bezpečnosti. Cirok, starodávna plodina zo Sudánu, je mimoriadne zaujímavá pre budúce poľnohospodárstvo vďaka svojej schopnosti produkovať viac cukru v zasolených pôdach. Tím vedený profesorom Petrom Nickom už niekoľko rokov študuje rôzne aspekty tejto rastliny a teraz identifikoval prepínač génu SWEET13, ktorý je kľúčový pre transport cukru do zŕn.

Skúmanie produkcie cukru v štúdiách tolerancie soli ukázalo, že určité odrody ciroku, najmä Della tolerantná voči soli a Razinieh citlivá na soľ, vykazujú významné rozdiely v akumulácii cukru. Výsledky štúdie zverejnené v odbornom časopise Vedecké správy, ukazujú, že Della má výrazne vyššiu produkciu cukru ako Razinieh v soľných podmienkach.

Štúdie o tolerancii soli

Tento výskum je obzvlášť dôležitý vzhľadom na rastúce výzvy, ktorým poľnohospodárstvo čelí v dôsledku zmeny klímy, tepla a zvyšujúcej sa slanosti pôdy. Nárast svetovej populácie si vyžaduje zvýšenie produktivity plodín, najmä obilnín. Pracovná skupina tiež zistila, že odrody ciroku bohaté na cukor, známe ako cukrový cirok, sú účinné pri fotosyntéze a môžu produkovať veľké množstvo biomasy.

V experimentoch hodnotiacich toleranciu soli Della a Razinieh sa zistilo, že Della dokázala preukázať nielen väčší nárast obsahu cukru, ale aj efektívnejšiu distribúciu cukru v tkanivách drezu. Pri strese zo sejby Della preukázala lepšie zadržiavanie draslíka a účinnejšie vylúčenie sodíka, zatiaľ čo Razinieh akumuloval viac sodíka v zrnách v stresových podmienkach.To nielen zdôrazňuje genetické rozdiely medzi odrodami, ale aj potenciálne aplikačne orientované šľachtenie so SWEET13, ktoré môže byť ďalej podporené polymerázovou reťazovou reakciou (PCR).

Budúce aplikácie a výskum

Praktické využitie tohto výskumu ilustrujú práce Dr. Adnana Kanbara a jeho tímu, ktorí vyvinuli novú odrodu cukrového ciroku vhodnú na výrobu bioplynu, biopalív a nových polymérov. Tento vývoj je sľubný najmä pre regióny ako delta Nílu, Bangladéš alebo južné Taliansko, ktoré čoraz viac trpia zasoľovaním pôdy.

Výskumný tím plánuje ďalej rozširovať poznatky o génovej expresii a základných mechanizmoch transportu cukru s cieľom optimalizovať proces šľachtenia. Obzvlášť aktívna verzia SWEET13 bola identifikovaná v odrode sýrskeho ciroku Razinieh, čo naznačuje, že genetické zdroje v regióne ponúkajú vysoký potenciál pre budúce šľachtiteľské programy.

Stručne povedané, zistenia z tohto výskumu by mohli nielen pomôcť zlepšiť potravinovú bezpečnosť v oblastiach ovplyvnených slanosťou pôdy, ale aj prehĺbiť pochopenie toho, ako rastliny reagujú na abiotické stresy. Interdisciplinárna spolupráca medzi rôznymi inštitúciami, vrátane Univerzity Martina Luthera Halle-Wittenberg a medzinárodných partnerov z Egypta, Sýrie a USA, ilustruje celosvetový význam tohto výskumu.