ЄС бере курс на сорго

Європейський Союз активно просуває вирощування сорго як кліматично-стійку культуру, збільшивши загальне виробництво сорго на 57% за останнє десятиліття. Франція, зокрема, перебуває в авангарді цієї тенденції, де минулого року під вирощування зернового сорго було відведено 103 тисячі гектарів. Тим часом Іспанія є великим імпортером сорго в Європі, в основному для корму тварин, але в майбутньому планує розвивати харчовий напрямок.

У серії з трьох недавніх досліджень група Центру досліджень у галузі сільськогосподарської геноміки (CRAG) під керівництвом Ани І. Каньо-Дельгадо досягла значного прогресу в розумінні молекулярних механізмів і поліпшенні селекції сорго, п’ятого за величиною вирощуваного злаку у світі, який особливо важливий у посушливих та напівзасушливих регіонах.

Важливість цього злаку полягає в його ролі в майбутньому харчування людини та тварин, забезпечуючи стійку альтернативу для районів, які стикаються з нестачею води.

Сорго все частіше визнається основним продуктом харчування в багатьох частинах світу, у тому числі за межами Африки, де його вирощують протягом століть через його численні поживні переваги та стійкість до несприятливих кліматичних умов.

У Євросоюзі вирощування сорго на підйомі і просувається як альтернатива сівозміні, особливо в регіонах, схильних до дефіциту води. 2020 року в Іспанію було імпортовано 158 000 тонн сорго, тому збільшення його вирощування на території може знизити залежність від імпорту.

Науково-дослідні роботи CRAG знаходяться в авангарді розвитку науки про сорго, фокусуючись на подальшому покращенні його пристосовності до стресових умов та покращенні його обробки в лабораторії для майбутніх процесів селекції.

Останні 20 років дослідницька група під керівництвом Ани І. Каньо-Дельгадо присвятила себе вивченню цього злаку та отримала безліч грантів, у тому числі від Європейської дослідницької ради (ERC). За останні шість місяців група опублікувала три наукові статті, які мають велике значення для сектора.

Розкриваючи генетичні секрети сорго

У першому з цих трьох досліджень, опублікованому в журналі Plant Biotechnology Journal, дослідницька група визначила, що мутації в білку Sorghum bicolor brassinosteroid, SbBRI1 забезпечують стійкість до посухи шляхом зміни метаболізму фенілпропаноїдів. Це відкриття наголошує на молекулярному механізмі підвищення стійкості до посухи у сорго, критично важлива ознака для кліматично стійкого сільського господарства.

Друга робота, опублікована в The Plant Journal, докладно описує значний прогрес у біотехнології сорго: ефективний метод трансформації сорго з використанням потрійної векторної системи у поєднанні з морфогенетиками.

Попередні інструменти та методи були недостатньо ефективні для вивчення певних сортів сорго, що є значною проблемою для вчених та селекціонерів. Цей новий протокол вирішує цю проблему, дозволяючи проводити високоефективну трансформацію з використанням Agrobacterium tumefaciens і дозволяє застосовувати нові методи селекції, такі як редагування генів, для прискорення поліпшення врожаю.

Дана технологія є корисним інструментом для створення і вивчення мутантів з дуже високою ефективністю трансформації рекальцитрантного сорго (сортів, стійких до генетичної трансформації), досягаючи дворазового збільшення ефективності трансформації.

Хуан Б. Фонтані-Мансанеке, провідний автор обох досліджень, підкреслив значущість цих проривів у вирощуванні сорго: «Наша мета полягала в тому, щоб забезпечити співтовариство, що вирощує сорго, не тільки передовими молекулярними інструментами для прискорення селекції сорго, але й деякими ключовими культурами.

Третє дослідження, опубліковане в журналі New Phytologist, характеризує роль SbBRI1 у розвитку коренів, особливо в області меристеми, пов’язуючи BRI1 з метаболізмом клітинної стінки та демонструючи, що білок сорго SbBRI1 відіграє функціонально консервативні ролі у зростанні та розвитку рослин.

Розвиток коренів має вирішальне значення для загального зростання та здоров’я рослини та відіграє роль у тому, як рослина реагує на стресові фактори навколишнього середовища.

Андрес Ріко-Медіна, перший автор дослідження, розповів про реалізовану методику: «Ми адаптували протоколи фарбування та візуалізації, які використовуються для модельних рослин, таких як Arabidopsis, для використання у дослідженнях сорго».

Він також зазначив: «Ця адаптація дозволяє подолати розрив між лабораторними дослідженнями посухи та більш агрономічним контекстом, тим самим полегшуючи практичне застосування цих наукових досягнень».

Соціально-економічні можливості сорго

Сорго все частіше розглядається як важлива культура для адаптації до зміни клімату через його стійкість до високих температур і посухи, особливо в порівнянні з кукурудзою, яка є найбільш широко вирощуваною зерновою культурою в Європі та дуже сприйнятлива до водного стресу. Дослідження показують, що очікується, що важливість сорго у Європі зросте через зміну клімату.

Крім того, розширення вирощування сорго, наприклад, в Іспанії може створити нові економічні можливості для фермерів, знизивши залежність від імпорту та стимулюючи місцеве сільськогосподарське виробництво. У Каталонії в 2023 році було виготовлено понад 100 000 тонн сорго, понад 90% призначено для корму тварин.

Сорго – це натуральний безглютеновий злак, що особливо актуально у харчовій промисловості. Його адаптивність і висока поживна цінність роблять його ключовою культурою підвищення продовольчої безпеки.

Зростання попиту на сорго для споживання людиною, яке збільшиться приблизно на 6% у 2024 році, підкреслює його потенціал для поліпшення харчування, особливо коли дослідження призведуть до появи нових сортів сорго.

Ана І. Каньо-Дельгадо, керівник групи, сказала: «Це дослідження є значною нагодою для CRAG створити проекти з передачі технологій, стимулювати державно-приватне співробітництво та продемонструвати чудову роботу наших дослідників».

Ці три наукові досягнення дослідників CRAG не тільки прокладають шлях до більш стійкого та продуктивного вирощування сорго, а й знаменують важливий крок уперед у вирішенні глобальних проблем продовольчої безпеки та харчування. Більше того, ці відкриття є актуальними для інших основних культур, таких як кукурудза, пшениця та рис, оскільки вони також містять брассиностероїдні сигнальні шляхи. Це створює можливість для кліматично розумного сільського господарства з більш стійкими та стійкими сортами.

Позначки:ЄС, сорго