Cultivos: Un cambio genético hace al sorgo dulce tolerante a la sal
Investigadores del KIT aclaran la acumulación de azúcar en el sorgo mijo en condiciones salinas: el gen SWEET13 dirige la sacarosa hacia los granos
El sorgo se considera el cultivo del futuro: acumula una cantidad especialmente grande de biomasa y prospera incluso en condiciones duras. Algunas variedades incluso producen más azúcar en suelos salinos. Como parte de un equipo internacional, investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han investigado con más detalle esta acumulación de azúcar inducida por el estrés salino y han descubierto que el interruptor genético SWEET13 dirige el azúcar hacia los granos. SWEET13 puede reproducirse en distintas variedades de mijo sorgo para contribuir a la seguridad alimentaria.
Espigas de dos variedades diferentes de sorgo dulce tras su cultivo bajo estrés salino. Arriba: variedad "Della", que desplaza menos recursos hacia las semillas debido a una variante menos activa del gen SWEET13. Abajo: variedad autóctona siria "Razinieh", que tiene un alelo SWEET13 activado por la sal y, por tanto, almacena más carbohidratos en las semillas.
KIT
El crecimiento de la población mundial y el consiguiente aumento de la demanda de alimentos, materias primas y energía obligan a aumentar considerablemente la productividad de las plantas, especialmente de los cereales. Sin embargo, los efectos del cambio climático hacen que esto sea cada vez más difícil. Además del calor y la sequía, el contenido de sal en el suelo también pone a prueba a las plantas. La subida del nivel del mar hace que cada vez más suelos fértiles se salinicen. Una solución podrían ser las plantas cultivadas que acumulan una cantidad especialmente grande de biomasa y también prosperan en suelos salinos.
El grupo de trabajo de Biología Celular Molecular dirigido por el profesor Peter Nick en el Instituto Joseph Gottlieb Kölreuter de Ciencias Vegetales (JKIP) del KIT lleva varios años estudiando el sorgo, un tipo de mijo del género sorghum de la familia de las gramíneas dulces. Las variedades ricas en azúcar se conocen como sorgo dulce. El sorgo es una de las plantas que realiza la fotosíntesis con especial eficacia y, por tanto, fija mejor el dióxido de carbono(CO2) y acumula más biomasa que otras plantas. En trabajos de investigación anteriores, el científico sirio Dr. Adnan Kanbar del KIT desarrolló una nueva variedad de sorgo dulce que acumula cantidades especialmente grandes de azúcar y puede utilizarse para la producción de biogás y biocombustibles, así como para la producción de nuevos polímeros.
Ciertas variedades producen más azúcar en condiciones salinas
Otras investigaciones demuestran que el sorgo, un cultivo ancestral de Sudán, también prospera en condiciones duras. "Ciertas variedades de sorgo no sólo soportan bien la sal, sino que incluso producen más azúcar en condiciones salinas", explica Nick. "Algunas de estas variedades almacenan el azúcar en el tallo, lo que las hace interesantes para el aprovechamiento energético, es decir, para la producción de biocombustibles. Otras almacenan el azúcar en las semillas, por lo que pueden contribuir a la nutrición humana".
El interruptor genético SWEET13 dirige la sacarosa hacia las semillas
Un grupo de investigadores dirigido por la Dra. Eman Abuslima de Egipto, que completó su doctorado en el grupo de trabajo de Biología Celular Molecular en el JKIP del KIT, investigó esta acumulación de azúcar causada por el estrés salino y el diferente almacenamiento de azúcar en el sorgo. Descubrieron que el gen SWEET13 es responsable del transporte de azúcar. "SWEET13 funciona como un interruptor que garantiza que la sacarosa producida por la fotosíntesis se canalice hacia los granos de la planta", explica Abuslima. Los investigadores encontraron una versión especialmente activa de SWEET13 en la antigua variedad de sorgo sirio Razinieh. Este cambio genético puede cruzarse con otras variedades mediante la mejora genética. Una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) ayuda a identificar la descendencia con la variante correcta en la fase de plántula. "Este conocimiento molecular puede ayudar a asegurar la nutrición humana en zonas afectadas por la salinización del suelo", afirma Peter Nick. El delta del Nilo, Bangladesh, Vietnam y el sur de Italia ya están luchando contra el problema del estrés salino.
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