Бразилия — лидер в исследованиях сахарного тростника для биоэнергетики
Согласно обзору в журнале BioEnergy Research, количество публикаций о сахарном тростнике в мире экспоненциально выросло с 2006 года. Бразилия опубликовала по этой теме больше статей, чем любая другая страна.
Среднегодовое число статей составляло около пяти в период с 1999 по 2006 год, но к 2021 году достигло 327. У Бразилии в два раза больше публикаций о сахарном тростнике, чем у США, которые лидируют в мире по общему числу научных статей. Бразилия также опережает Австралию, Китай и Индию — крупных производителей тростника.
По мнению авторов обзора из Лаборатории физиологической экологии растений (LAFIECO) Института бионаук Университета Сан-Паулу, эти данные подчеркивают важность Бразилии для глобальных усилий по обеспечению устойчивого развития.
«Сахарный тростник — один из главных инструментов Бразилии в борьбе с изменением климата, поскольку этанол из него является одним из важнейших возобновляемых биотоплив, способных заменить ископаемое топливо. Однако этанола в мире недостаточно. Нужно производить больше, а для этого требуется генетическое улучшение сахарного тростника», — пояснил Маркос Баккеридж, последний автор обзора и руководитель LAFIECO.
В обзоре также рассматривается история генетического улучшения сахарного тростника в Бразилии — от прибытия португальцев до современных сортов.
«Несмотря на всю селекцию, стратегии генной инженерии, применяемые к сахарному тростнику, должны продвинуться дальше по сравнению с другими культурами. Более того, мы достигли предела в генетических терминах: нам придется увеличивать количество клеток или их размер, чтобы растение накапливало больше сахара, а для этого требуются сложные методы. Большие данные, передовые аналитические методы, биоинформатика и значительные вычислительные ресурсы, среди прочего, необходимы для улучшения физиологических показателей и урожайности тростника без расширения посевных площадей», — отметил Баккеридж.
Предстоящие задачи
Ученые по всему миру, стремящиеся точно контролировать свойства сахарного тростника и использовать его потенциал для противодействия экстремальным засухам и наводнениям, сталкиваются с двумя вызовами.
- Необходимость лучшего секвенирования генома. В Бразилии этими работами руководит Диего Пачон из Центра ядерной энергетики в сельском хозяйстве (CENA-USP) Университета Сан-Паулу.
- Разработка методов для внесения специфических изменений в геном. Основные надежды ученых связаны с технологией редактирования генов CRISPR-Cas9, которую в настоящее время тестирует Марсело Меносси из Института биологии Университета Кампинаса (IB-UNICAMP).
В последние годы прогресс в этой области также достигнут в других крупных центрах производства и исследований сахарного тростника — США, Индии и Австралии.