Ученые создали более урожайные растения сорго

Сорго — засухоустойчивая культура, способная расти на бедных почвах с минимальным внесением удобрений в широком диапазоне температур и высот. Его зерно используется в производстве хлопьев для завтрака, этанола, кормов для скота, сахарного сиропа, патоки, а также строительных и упаковочных материалов. Большой объем растительной биомассы делает его перспективным для производства целлюлозного этанола.

В США сорго выращивают в 14 штатах на 7,2 млн акров; урожай 2013 года был оценен в $1,6 млрд. В мире за последние 50 лет площади под сорго увеличились на 66%. Его засухоустойчивость делает его критически важной культурой для обеспечения продовольственной безопасности в засушливых регионах.

Адаптация к изменению климата в Колорадо

Ученые из Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) и Университета штата Колорадо доказали, что сорго можно успешно выращивать в северо-восточной части Колорадо, где вегетационный период ранее считался слишком коротким.

Исследователи изучали влияние на созревание растений плотности посева, выбора гибрида, ширины междурядий и их ориентации (север-юг или восток-запад). В течение двух лет на трех участках (Форт-Коллинз, Акрон, Страттон) выращивали два раннеспелых и один средне-ранний сорт сорго.

Результаты показали, что сорго является жизнеспособной культурой для северного Колорадо при использовании раннеспелого гибрида. Урожайность достигла приемлемого уровня на всех трех участках, но анализ исторических погодных данных показал, что достаточная продолжительность вегетационного периода более вероятна в Страттоне и Акроне, чем в Форт-Коллинзе. Оптимальная норма высева составила около 11 семян на квадратный метр. Влияние ориентации и ширины междурядий на скорость созревания было неоднозначным.

Сорго с повышенной урожайностью

Молекулярные биологи из Исследовательской лаборатории систем земледелия ARS в Лаббоке (Техас) вывели мутантную линию сорго, дающую на 30–40% больше семян.

У сорго в метелке (panicle) есть два типа колосков (spikelets): сидячие (sessile) и на ножках (pedicellate). В норме семена образуют только фертильные сидячие колоски. Ученые индуцировали мутацию (с помощью химического мутагена, например, этилметансульфоната), которая позволила бесплодным колоскам на ножках также развиваться и производить семена.

«Все колоски нового растения сорго развиваются в цветки и производят зрелые семена, что значительно увеличивает производство семян и урожайность по сравнению с обычным сорго», — говорит молекулярный биолог Чжанго Синь.

Мутация привела к общему увеличению размера и объема метелки (длины, ширины и толщины). Мутация стабильна и может быть передана другим линиям сорго через селекцию. Образец из не менее 2500 семян нового многосемянного сорго был передан в Американскую коллекцию типовых культур (ATCC) для будущих исследований.