Die Zahl der Veröffentlichungen zum Thema Zuckerrohr hat seit 2006 weltweit exponentiell zugenommen, und in Brasilien wurden in diesem Zeitraum mehr Artikel zu diesem Thema veröffentlicht als in jedem anderen Land, so eine Studie Rezension In Bioenergieforschung.
Zwischen 1999 und 2006 lag die Zahl der Artikel zu diesem Thema durchschnittlich bei etwa fünf pro Jahr, bis 2021 lag sie bei 327. Brasilien hat doppelt so viele Artikel über Zuckerrohr wie die Vereinigten Staaten, die bei wissenschaftlichen Veröffentlichungen im Allgemeinen weltweit an erster Stelle stehen. Brasilien liegt auch vor Australien, China und Indien, die ebenfalls große Zuckerrohranbauer sind.
Laut den Autoren der Studie, die dem Labor für Pflanzenphysiologische Ökologie (LAFIECO) am Institut für Biowissenschaften (IB-USP) der Universität São Paulo angeschlossen sind, unterstreichen diese Statistiken die Bedeutung Brasiliens für globale Nachhaltigkeitsbemühungen.
„Zuckerrohr ist eines der wichtigsten Instrumente Brasiliens zur Bewältigung des Klimawandels, da Ethanol aus Zuckerrohr einer der wichtigsten erneuerbaren Biokraftstoffe ist, der fossile Kraftstoffe ersetzen kann. Allerdings gibt es weltweit nicht genug Ethanol. Es muss mehr produziert werden.“ , und dies erfordert eine genetische Verbesserung des Zuckerrohrs“, sagte Marcos Buckeridge, letzter Autor der Rezension und Leiter von LAFIECO.
In der Rezension wird auch die Geschichte der genetischen Verbesserung von Zuckerrohr in Brasilien von der Ankunft der portugiesischen Sorte bis zu den derzeit verfügbaren Sorten erörtert.
„Trotz aller Verbesserungen müssen die gentechnischen Strategien bei Zuckerrohr im Vergleich zu anderen Nutzpflanzen noch weiter vorangetrieben werden. Darüber hinaus sind wir genetisch an eine Grenze gestoßen: Wir müssen die Anzahl der Zellen oder ihre Größe für das Zuckerrohr erhöhen.“ „Um die physiologische Leistung und den Ertrag von Zuckerrohr zu verbessern, ohne die Anbaufläche zu vergrößern, sind unter anderem große Datenmengen, fortschrittliche Analysemethoden, Bioinformatik und erhebliche Rechenressourcen erforderlich“, erklärte Buckeridge.
Zukünftige Herausforderungen
Wissenschaftler auf der ganzen Welt, die das Verhalten von Zuckerrohr präzise steuern und sein Potenzial zur Bewältigung der extremen Dürren und Überschwemmungen als Teil des Klimawandels nutzen wollen, stehen vor zwei Herausforderungen. Das erste ist die Notwendigkeit einer besseren Genomsequenzierung. In Brasilien wird diese Anstrengung von Diego Pachon geleitet, einem Forscher am Zentrum für Kernenergie in der Landwirtschaft (CENA-USP) der Universität São Paulo.
Sobald eine präzise Sequenzierung des gesamten Zuckerrohrgenoms gelingt, wird der nächste Schritt darin bestehen, Techniken zu entwickeln, mit denen sich spezifische Veränderungen im Genom vornehmen lassen. Die größte Hoffnung für die meisten Wissenschaftler liegt in der CRISPR-Cas9-Genbearbeitung, die derzeit von Marcelo Menossi, einem Forscher am Institut für Biologie der State University of Campinas (IB-UNICAMP), getestet wird.
Auch in anderen großen Zuckerrohrproduktions- und Forschungszentren wie den USA, Indien und Australien wurden in den letzten Jahren Fortschritte auf diesem Gebiet erzielt.
Mehr Informationen:
Adriana Grandis et al., Biotechnologien zur Verbesserung der Zuckerrohrproduktivität in einem Szenario des Klimawandels, Bioenergieforschung (2023). DOI: 10.1007/s12155-023-10649-9