Hele genomet for den afrikanske kornart sorghum (Sorghum bicolor) er nu sekventeret. Rækkefølgen af de 730 millioner basepar er offentliggjort, og en analyse af sekvensen blev publiceret i Nature den 29. januar 2009.

Sorghum har indtil for nyligt været relativt overset, men med en øget forskningsmæssig indsats kan sorghum komme til at yde et væsentligt bidrag til fremtidens fødevareforsyning og energiproduktion.

Sorghum dyrkes på over 25 millioner hektar i Afrika og er en livsnødvendig basisfødevare for mange millioner mennesker. Planterne tåler tørke og høj temperatur og kan give et udbytte under ugunstige forhold, som vil få andre kornarter til at bukke under, men der er behov for nye sorter, som kan give et højere udbytte og som har en bedre ernæringsmæssig kvalitet.

Biomasse

Den stærkt stigende efterspørgsel på biobrændstoffer og vegetabilske råstoffer, som kan erstatte olie er en væsentlig årsag til, at der kommet øget fokus på sorghum, men kendskabet til sorghums DNA sekvens kan også i høj grad komme til at gavne den fattige landbefolkning i Afrika og Asien.

Nogle typer af sorghum vokser ekstremt hurtigt og kan producere langt mere biomasse pr. areal end de fleste andre afgrøder. Planterne kan blive op til 5 meter høje på få måneder. Den høje produktivitet under varme og tørre forhold skyldes til dels, at sorghum ligesom bl.a. majs, sukkerrør og elefantgræs har en særlig type fotosyntese (C4) og kan assimilere CO2 ved højere temperatur end planter, som har den almindelige form for fotosyntese (C3). Dertil kommer, at Sorghum har et meget stort og dybtgående rodnet.

Fødevare og foder

Den ernæringsmæssige værdi af de sorter, som dyrkes i dag lader meget tilbage at ønske. Ligesom hvede og majs, indeholder sorghumfrø omkring 12 % protein, men en stor del at proteinet er ufordøjeligt, og indholdet af den essentielle aminosyre lysin er lavt. Dertil kommer, at frøene ofte indeholder garvestoffer (tanniner), som forhindrer optagelsen af næringsstoffer.

Blade og stængler af sorghum anvendes i et vist omfang som husdyrfoder, men alle vegetative dele af planten indeholder cyanogene glukosider, en type forsvarsstoffer, som frigiver det meget giftige cyanid ved enzymatisk nedbrydning. De grønne blade og stængler, som kan høstes, når andre afgrøder er ødelagt af tørke, benyttes derfor først som foder, når valget står mellem at lade dyrene sulte eller spise giftigt foder.

Sorghumforskning i Danmark

Forskere ved Det Biovidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet har beskæftiget sig med sorghum i årtier. Birger Lindberg Møllers forskergruppe er førende i udforskningen af biosyntese af cyanogene glykosider og har identificeret de centrale gener, som er involveret i biosyntesen af det cyanogene glykosid dhurrin i sorghum. Nu fokuseres bl.a. på identifikation af gener, som er involveret i nedbrydning af dhurrin og frigørelse af cyanid.

Der forskes også i sorghums resistens mod sygdomme og skadedyr på KU-LIFE. Sorghum kan angribes af mange forskellige svampesygdomme og skadedyr, og udvikling af sorter, som er resistente overfor både svampe og insekter, er et meget vigtigt led i en bæredygtig produktion.

Frøenes indhold af tanniner er også blevet undersøgt. Et højt indhold af tanniner gør frøene uegnede til menneskeføde, og man har derfor forædlet sig frem til sorter af sorghum, som har et meget lille indhold af tanniner. Problemet er, at frøene af disse sorter bliver spist af fugle, og der er behov for sorter med en anden forsvarsmekanisme mod fugle. Sådan en sort er identificeret, men det er endnu ikke fuldt klarlagt, hvordan denne sort beskytter sig mod fugle.

Sorghum i fremtiden

Med udsigt til en permanent nedgang i produktionen af majs og hvede som følge af klimaændringer og tab af frugtbar landbrugsjord samt øget efterspørgsel på vegetabilske råvarer, som kan erstatte olie, er der er presserende behov for nye hårdføre og produktive afgrøder. Det er derfor helt centralt at udnytte det genetiske potentiale hos en kornart, som kan vokse og være produktiv i et tørt og varmt klima.

Sekventering af sorghumgenomet er et meget vigtigt skridt på vejen, og kendskabet til DNA-sekvensen vil få stor betydning både for den forskning, som foregår ved KU-LIFE og for forædling af nye og bedre sorter af sorghum.

Referencer og videre læsning:

Paterson et al (2009).The Sorghum bicolor genome and the diversification of grasses. Nature 457:551-556.

Lost Crops of Africa. Volume I. Kapitel 7:Sorghum.

Københavns Universitet, Det Biovidenskabelige Fakultet, Institut for Plantebiologi og Bioteknologi, Plantebiokemi: Cyanogene glykosider.