Söt sorghum: Lösningen på livsmedelssäkerhet i klimatförändringarna?

Söt sorghum: Lösningen på livsmedelssäkerhet i klimatförändringarna?

Forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har gjort banbrytande framsteg inom sorghumområdet, en gröda som är känd för sin robusthet och anpassningsförmåga till svåra odlingsförhållanden. Denna utveckling skulle kunna ge ett avgörande bidrag till att stärka den globala livsmedelsförsörjningen. Sorghum, en gammal gröda från Sudan, är av särskilt intresse för framtida jordbruk på grund av dess förmåga att producera mer socker i salthaltiga jordar. Teamet, som leds av professor Peter Nick, har studerat olika aspekter av denna växt i flera år och har nu identifierat genswitchen SWEET13, som är avgörande för transporten av socker in i spannmålen.

Undersökning av sockerproduktion i salttoleransstudier har visat att vissa sorter av sorghum, särskilt den salttoleranta Della och den saltkänsliga Razinieh, uppvisar signifikanta skillnader i sockerackumulering. Studieresultaten, publicerade i specialisttidskriften Vetenskapliga rapporter, visar att Della har betydligt högre sockerproduktion än Razinieh under salthaltiga förhållanden.

Studier om salttolerans

Denna forskning är särskilt relevant med tanke på de växande utmaningarna som jordbruket står inför på grund av klimatförändringar, värme och ökande salthalt i jorden. Ökningen av världens befolkning nödvändiggör behovet av att öka produktiviteten för grödor, särskilt spannmål. Arbetsgruppen fann också att sockerrika sorter av sorghum, känd som sockersorghum, är effektiva vid fotosyntes och kan producera stora mängder biomassa.

I experimenten som utvärderade salttoleransen hos Della och Razinieh fann man att Della kunde visa inte bara en större ökning av sockerhalten, utan också en mer effektiv fördelning av socker i diskbänkens vävnader. Under såstress visade Della bättre retention av kalium och effektivare uteslutning av natrium, medan Razinieh ackumulerade mer natrium i kornen under stressiga förhållanden.Detta belyser inte bara de genetiska skillnaderna mellan sorterna, utan också den potentiella applikationsorienterade förädlingen med SWEET13, som ytterligare kan stödjas av polymeraskedjereaktion (PCR).

Framtida tillämpningar och forskning

Dr. Adnan Kanbars och hans teams arbeten, som har utvecklat en ny sockersorghumsort som är lämplig för produktion av biogas, biobränslen och nya polymerer, illustrerar de praktiska tillämpningarna av denna forskning. Denna utveckling är lovande, särskilt för regioner som Nildeltat, Bangladesh eller södra Italien, som i allt högre grad lider av markförsaltning.

Forskargruppen planerar att ytterligare utöka kunskapen om genuttryck och de underliggande mekanismerna för sockertransport för att optimera förädlingsprocessen. En särskilt aktiv version av SWEET13 identifierades i den syriska sorghumsorten Razinieh, vilket tyder på att de genetiska resurserna i regionen erbjuder hög potential för framtida avelsprogram.

Sammanfattningsvis kan resultaten från denna forskning inte bara bidra till att förbättra livsmedelssäkerheten i områden som påverkas av markens salthalt, utan också fördjupa förståelsen för hur växter reagerar på abiotiska påfrestningar. Det tvärvetenskapliga samarbetet mellan de olika institutionerna, inklusive Martin Luther University Halle-Wittenberg och internationella partners från Egypten, Syrien och USA, illustrerar den globala betydelsen av denna forskning.