Uniunea Europeană a promovat activ cultivarea sorgului ca cultură rezistentă la climă, crescând producția totală de sorg cu 57% în ultimul deceniu. Franța, în special, este în fruntea acestei tendințe, cu 103.000 de hectare dedicate cultivării sorgului de cereale anul trecut. Între timp, Spania este un importator major de sorg în Europa, în principal pentru hrana animalelor, dar intenționează să dezvolte sectorul alimentar în viitor.
Într-o serie de trei studii recente, echipa Centrului de Cercetare în Genomica Agricolă (CRAG), condusă de Ana I. Caño-Delgado, a făcut progrese semnificative în înțelegerea mecanismelor moleculare și în îmbunătățirea reproducerii sorgului, a cincea cereală cea mai cultivată din lume, care este deosebit de importantă în regiunile aride și semi-aride.

Importanța acestei cereale constă în rolul său în viitorul alimentației umane și animale, oferind o alternativă durabilă pentru zonele care se confruntă cu deficit de apă.

Sorgul este din ce în ce mai recunoscut ca aliment de bază în multe părți ale lumii, inclusiv în afara Africii, unde a fost cultivat de secole pentru numeroasele sale beneficii nutriționale și rezistența la condițiile climatice nefavorabile.

În UE, cultivarea sorgului este în creștere și este promovată ca alternativă la rotația culturilor, în special în regiunile predispuse la deficit de apă. În 2020, 158.000 de tone de sorg au fost importate în Spania, astfel încât creșterea cultivării acestuia în teritoriu ar putea reduce dependența de importuri.

Cercetarea CRAG se află în fruntea dezvoltării științei sorgului, concentrându-se pe îmbunătățirea în continuare a adaptabilității acestuia la condițiile de stres și îmbunătățirea manipulării sale în laborator pentru viitoarele procese de reproducere.

În ultimii 20 de ani, un grup de cercetare condus de Ana I. Caño-Delgado s-a dedicat studiului acestei cereale și a primit numeroase granturi, inclusiv de la Consiliul European de Cercetare (ERC). În ultimele șase luni, grupul a publicat trei lucrări științifice de importanță semnificativă pentru sector.

Dezvăluirea secretelor genetice ale sorgului
În primul dintre aceste trei studii, publicat în Plant Biotechnology Journal, echipa de cercetare a stabilit că mutațiile din proteina brasinosteroid Sorghum bicolor, SbBRI1, conferă toleranță la secetă prin modificarea metabolismului fenilpropanoid. Această descoperire evidențiază un mecanism molecular pentru îmbunătățirea toleranței la secetă în sorg, o trăsătură critică pentru agricultura rezistentă la climă.
A doua lucrare, publicată în The Plant Journal, detaliază un progres semnificativ în biotehnologia sorgului: o metodă eficientă de transformare a sorgului folosind un sistem vector triplu combinat cu morfogenetică.

Instrumentele și metodele anterioare nu au fost suficient de eficiente pentru a studia soiurile specifice de sorg, ceea ce reprezintă o provocare semnificativă pentru oamenii de știință și crescători. Acest nou protocol abordează această problemă permițând transformarea extrem de eficientă folosind Agrobacterium tumefaciens și permite utilizarea de noi tehnici de reproducere, cum ar fi editarea genelor, pentru a accelera îmbunătățirea culturilor.

Această tehnologie reprezintă un instrument util pentru generarea și studiul unor mutanți interesanți cu eficiență de transformare foarte mare a sorgului recalcitrant (soiuri rezistente la transformarea genetică), realizând o creștere de două ori a eficienței transformării.

Juan B. Fontane-Manzaneque, autorul principal al ambelor studii, a subliniat semnificația acestor descoperiri în creșterea sorgului: „Scopul nostru a fost să echipăm comunitatea de cultivare a sorgului nu numai cu instrumente moleculare avansate pentru a accelera reproducerea sorgului, ci și cu unele dintre genele țintă cheie necesare pentru a dezvolta culturi tolerante la secetă”.

Un al treilea studiu, publicat în revista New Phytologist, caracterizează rolul SbBRI1 în dezvoltarea rădăcinilor, în special în regiunea meristemului, legând BRI1 de metabolismul peretelui celular și demonstrând că proteina SbBRI1 din sorg joacă roluri conservate funcțional în creșterea și dezvoltarea plantelor.
Dezvoltarea rădăcinilor este esențială pentru creșterea și sănătatea generală a plantelor și joacă un rol în modul în care planta răspunde la factorii de stres de mediu.

Andrés Rico-Medina, primul autor al studiului, a explicat metodologia utilizată: „Am adaptat protocoalele de colorare și imagistică utilizate pentru plante model, cum ar fi Arabidopsis, pentru a fi utilizate în studiile de sorg”.

El a mai remarcat: „Această adaptare face legătura între studiile de secetă de laborator și mai multe contexte agronomice, facilitând astfel aplicarea practică a acestor progrese științifice”.

Potențialul socio-economic al sorgului
Sorgul este văzut din ce în ce mai mult ca o cultură importantă pentru adaptarea la schimbările climatice datorită rezistenței sale la temperaturi ridicate și secetă, în special în comparație cu

ukuruza, care este cea mai răspândită cultură de cereale din Europa și este foarte susceptibilă la stresul hidric. Cercetările arată că importanța sorgului în Europa este de așteptat să crească din cauza schimbărilor climatice.

În plus, extinderea culturii de sorg, de exemplu în Spania, ar putea crea noi oportunități economice pentru fermieri, prin reducerea dependenței de importuri și prin stimularea producției agricole locale. În Catalonia, în 2023 au fost produse peste 100.000 de tone de sorg, peste 90% destinate hranei pentru animale.

Sorgul este un cereale natural fără gluten, care este deosebit de important în industria alimentară. Adaptabilitatea sa și valoarea nutritivă ridicată fac din aceasta o cultură cheie pentru îmbunătățirea securității alimentare.

Cererea în creștere de sorg pentru consumul uman, care urmează să crească cu aproximativ 6% în 2024, evidențiază potențialul său de a îmbunătăți nutriția, mai ales că cercetarea duce la noi soiuri de sorg.

Ana I. Caño-Delgado, lider de echipă, a declarat: „Acest studiu reprezintă o oportunitate semnificativă pentru CRAG de a crea proiecte de transfer de tehnologie, de a stimula colaborarea public-privată și de a prezenta munca excelentă a cercetătorilor noștri.”

Aceste trei realizări științifice ale cercetătorilor CRAG nu numai că deschid calea pentru o cultivare mai durabilă și mai productivă a sorgului, dar marchează și un pas important înainte în abordarea problemelor globale de securitate alimentară și nutriție. Mai mult, aceste constatări sunt relevante pentru alte culturi majore, cum ar fi porumbul, grâul și orezul, deoarece conțin și căi de semnalizare a brasinosteroizilor. Acest lucru creează o oportunitate pentru o agricultură inteligentă din punct de vedere climatic, cu soiuri mai rezistente și mai durabile.