Sorghum er en af verden ældste kornsorter og har mange egenskaber, der kan gavne fødevaresikkerhed, klima og biodiversitet. Mekanismerne bag egenskaberne har dog været en gåde for forskerne, og det har stået i vejen for en effektiv dyrkning. Ny teknik og biobank, udviklet i et samarbejde med Københavns Universitet, åbner nu for forskning og forædling i turbogear. Det kan bane vej til en effektiv afgrøde i både det globale nord og syd.
Den er rig på planteproteiner, fibre og mineraler, og naturligt glutenfri. Den udnytter jordens kvælstof bedre og har derfor begrænset behov for gødning til gavn for både klima og biodiversitet. Og så kan den klare både tørke og oversvømmelser. Planten sorghum, også kendt som durra har en liste af kvaliteter, som er alenlang.
Der er med andre ord gode grunde til at planten i disse dage nyder en voksende opmærksomhed blandt både forskere og industri, der ser stort potentiale for sorghum i en fremtidig verden med klimaforandringer – hyppige tørkeperioder og oversvømmelser.
Der er bare et problem: Det er en gåde, hvordan den gør det.
Men nu giver en ny teknik, ’FIND-IT’, der effektivt kan finde nye mutationer i bestemte gener i store frøsamlinger, håb for at plantens potentiale kan låses op. Sammen med en ny stor frøsamling, forventer forskerne bag, at varianter af afgrøden, som kan dyrkes effektivt i både nordlige og sydlige breddegrader, vil kunne udvikles på rekordtid.
I en ny videnskabelig artikel udgivet i en særudgave af plantetidsskriftet Physiologia Plantarummed fokus på nye forædlingsteknikker, præsenterer forskerne de to nye forskningsressourcer, der er udviklet i et tæt samarbejde mellem Københavns Universitet, Carlsberg Laboratorium og University of Queensland i Australien.
Sorghum er naturligt resistent mod genetisk transformation. Selv moderne genetiske redskaber som CRISPR og GMO, der normalt kan lave flere ændringer i en plantes genetiske sammensætning end traditionel forædling – og gøre det mere præcist og hurtigere – virker dårligt i sorghum.
Det udfordrer udviklingen af landbrugsmæssige egenskaber i planten, for traditionel forædling tager lang tid. Her skaber de nye forskningsressourcer dog en helt ny situation.
”Med projektet har vi fået en større høstak, sådan næsten bogstaveligt talt, i form af en omfattende samling af sorghumplanter og deres frø, der repræsenterer næsten hele den genetiske variation af sorghum. Og samtidigt har vi med ’FIND-IT’ fået en teknik, der gør det muligt hurtigt og effektivt at finde nålen i høstakken i form af de varianter i bestemte gener, som vi mistænker for at være afgørende for plantens egenskaber, siger lektor Nanna Bjarnholt fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab ved Københavns Universitet.
Stort potentiale i både Europa og det globale Syd
Sorghum er allerede en af de vigtigste afgrøder i det globale syd – især i det centrale og sydlige Afrika. Samtidig er der et stort potentiale for dyrkning af sorghum på Europæiske breddegrader.
”I Europa kan vi få stor gavn af sorghum-plantens gode næringsindhold og robusthed overfor eksempelvis tørke, når vi med de nye ressourcer har mulighed for at udvikle en effektiv sorghum-afgrøde der både er optimeret til europæiske dyrkningsforhold og til at producere frø med en gunstig næringssammensætning og gode egenskaber i fremstilling af nye plantebaserede fødevarer. Samtidigt er det et godt afsæt for også at udvikle forædlede varianter, som kan dyrkes mere effektivt sydpå i fx det sydlige Afrika, hvor behovet for tørkeresistens og optimal udnyttelse af jordens næringsstofindhold kan blive endnu vigtigere” siger professor Birger Lindberg Møller, også fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab ved Københavns Universitet.
Forskerne står allerede nu klar med en række spor, som de glæder sig til at forfølge, så plantens potentiale kan låses op.
”Helt konkret så kender vi en del kandidater til gener i planten, som vi mener kan hænge sammen med tørkeresistensen, og ligeledes for andre kvaliteter i sorghum. Disse idéer kan vi nu få afklaret. Ligesom andre forskere kan benytte det her arbejde til deres forskning i planten. Der er grund til optimisme, for vi ved at sorghum har en kæmpe potentiale,” siger Nanna Bjarnholt.
Den rigtige jord, den rigtige teknik – og den rigtige forbindelse
Forskerne på Københavns Universitet og Carlsberglaboratoriet har leveret ekspertisen i forhold til sorghum-planten – og udvælgelsen af de rette genvarianter i den 150.000 varianter store frøsamling. De har desuden været bindeledet til den praktiske know-how hos forskerne i den tørre og varme stat Queensland i Australien, som er eksperter i at dyrke planter under stressede jordforhold.
Både den nye frøsamling og teknikken er gjort tilgængelig for andre forskere, og porten er dermed åbnet for forskning i planten af en anden skala end tidligere.
Tilsammen udgør de nemlig en stor forskningsressource, fordi den store samling af varianter med hidtil uhørt fart kan gennemsøges for enkelte gener. Det sker ved at opdele samlingen i mindre grupper og således indsnævre undersøgelsen med PCR-tests – kendt fra covid-19 testning – af hver enkelt gruppe for de rigtige DNA-sekvenser. Metoden har mangedoblet det antal varianter forskningen kan arbejde med.
”Vi ser allerede en stor interesse fra forskningsmiljøer rundt om i verden. Vi har studeret planten i mange år, men den er stadig gådefuld. Der er enormt meget vi ikke ved om den og hvorfor den har de egenskaber som den har. Men der er en bevidsthed mange steder om, at det her er en plante med stort potentiale, ”siger Nanna Bjarnholt.
