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Sorgo dulce prometedor para el medio ambiente

Sorgo dulce prometedor para el medio ambiente
La variedad de sorgo KIT1 desarrollada por KIT acumula una gran cantidad de azúcar y prospera particularmente bien en condiciones de clima templado. Crédito: Instituto Botánico, KIT

El sorgo dulce se puede utilizar para producir biogás, biocombustibles y polímeros novedosos. Además, puede ayudar a reemplazar los fertilizantes fosfatados. 


por el Instituto de Tecnología de Karlsruhe


Una nueva variedad de sorgo dulce desarrollada en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) acumula cantidades particularmente altas de azúcar y prospera en las condiciones locales. Como informaron los científicos en la revista Industrial Crops & Products, el transporte y la acumulación de azúcar están relacionados con la estructura de los recipientes de las plantas. Este fue el resultado de una comparación entre el sorgo dulce y el sorgo de grano.

A medida que crece la población mundial, también aumenta la demanda de alimentos, materias primas y energía. Esto aumenta la carga sobre el medio ambiente y el clima. Una estrategia para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero es cultivar los denominados cultivos C4. Estos realizan la fotosíntesis de manera particularmente eficiente, por lo tanto son más efectivos en la fijación de dióxido de carbono (CO 2 ) y acumulan más biomasa que otras plantas. Por lo general, son nativas de lugares soleados y cálidos. Una de las plantas C4 es el sorgo., también conocido como mijo grande, una especie del género sorgo de la familia de las gramíneas dulces. Las variedades especialmente ricas en azúcar se denominan sorgo dulce (Sorghum bicolor L. Moench). Otras variedades incluyen el sorgo en grano utilizado como alimento para animales. El sorgo se puede cultivar en las llamadas tierras marginales, que son difíciles de cultivar, por lo que no compite con otros cultivos alimentarios o forrajeros.

Una nueva variedad de sorgo dulce llamada KIT1 ha sido desarrollada por el Dr. Adnan Kanbar en el grupo de investigación de la División de Biología Celular Molecular dirigido por el Profesor Peter Nick en el Instituto Botánico de KIT. KIT1 acumula cantidades particularmente altas de azúcar y prospera especialmente bien en condiciones de clima templado. Puede utilizarse tanto energéticamente, es decir, para la producción de biogás y biocombustibles, como como material base para la producción de nuevos polímeros. El rendimiento estimado de azúcar por hectárea es superior a 4,4 toneladas, lo que correspondería a casi 3000 litros de bioetanol. Además, el digestato producido durante la producción de biogás puede utilizarse como fertilizante para reemplazar el fertilizante fosfatado, que pronto escaseará.

Anatomía del tallo de la planta

Los investigadores del laboratorio de Nick, que forma parte del Instituto de Biociencias Aplicadas, y sus colegas del Instituto de Química Técnica en KIT y en ARCUS Greencycling Technology en Ludwigsburg compararon las variedades de sorgo dulce KIT1 y sorgo en grano Razinieh para investigar las diferentes variedades de azúcar. comportamientos de acumulación en el tallo de la planta. Para el estudio, publicado en la revista Industrial Crops & Products, el equipo analizó la anatomía del tallo. Esto incluye las áreas engrosadas (nodos) y las áreas o espacios estrechos entre los nodos (entrenudos), pero también transcripciones de genes transportadores de sacarosa importantes, así como las respuestas al estrés de las plantas a altas concentraciones de sal en el suelo. La acumulación de azúcar fue mayor en los entrenudos centrales en ambos genotipos. Sin emabargo, Se encontró una relación entre la acumulación de azúcar y la estructura de los vasos que sirven para transportar agua, solutos y sustancias orgánicas. Los vasos se agrupan en haces vasculares. Estos consisten en el floema (parte de líber) y el xilema (parte de madera). El floema transporta principalmente azúcares y aminoácidos , mientras que la función principal del xilema es transportar agua y sales inorgánicas; además, el xilema tiene una función de apoyo. El estudio reveló que en KIT1 y otras cinco variedades de sorgo dulce , el área de la sección transversal del floema en el tallo es mucho mayor que el área de la sección transversal del xilema; la diferencia es mucho más pronunciada que en la variedad de sorgo en grano Razinieh. «Nuestro estudio es el primero en observar la relación entre la estructura de los haces vasculares y la acumulación de azúcar en el tallo», dice Nick.

El sorgo dulce se adapta mejor al estrés por salinidad

Como también reveló el estudio, el estrés por salinidad condujo a una mayor acumulación de azúcar en KIT1 que en Razinieh. La expresión de genes transportadores de sacarosa fue mayor en las hojas de KIT1 en condiciones normales y aumentó significativamente bajo estrés por salinidad. «Además de los factores anatómicos, también existen algunos factores moleculares que podrían contribuir a regular la acumulación de azúcar en el tallo», explica Kanbar. «En cualquier caso, KIT1 responde mejor al estrés por salinidad».



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