Maisi kuivustaluvuse ja sorgo tootlikkuse parandamine

Kliimamuutus suurendab veepuuduse riske, mistõttu mais ja sorgo seisavad silmitsi väljakutsetega veekasutuse tõhususe osas, hoolimata nende C4-ainevahetusest. Prantsusmaa taolistes piirkondades tarbib mais tavaliselt rohkem niisutusvett kui sorgo, kuid mõlemad põllukultuurid kasutavad vett väga tõhusalt. Kuigi sorgot peetakse sageli põuakindlaks, on selle terade moodustumine tundlik veepuuduse suhtes, mis piirab selle kasutamist kuivades piirkondades. Geneetilised uuringud, sealhulgas geenisiirde eksperimendid, on näidanud võimalusi põuakindluse parandamiseks, kuid turul on saadaval vaid väheseid kaubanduslikke sorte. Põuakindlaid genotüüpe kasutatakse praegu Mehhikos (mais), Ida-Aafrikas (mais) ning Indias ja Austraalias (sorgo). Maisi põuakindlus on aretuse kaudu paranenud, eriti parasvöötmes, kus uuemad sordid säilitavad põua tingimustes saagikuse, ohustamata seejuures üldist tootlikkust. CIMMYT poolt põuakindlate piirkondade jaoks aretatud troopilised maisisordid pakuvad kasutamata potentsiaali Euroopa tingimustele kohandamiseks, kasutades teosinte ja Tripsacum geneetilisi ressursse. Kuivakindluse strateegiad sõltuvad suuresti konkreetsest olukorrast: terade arvu säilitamine võib tõsise põua korral vähendada saagi kvaliteeti, samas kui sügavate juurte eelised sõltuvad mullatingimustest. Üldkehtivat lahendust ei ole; aretustöös tuleb eelistada kontekstispetsiifilisi omadusi. Sorgo kuivakindluse maine on vastuolus selle maisega võrreldes madalama tootlikkusega. Sorgo on tundlik veepuuduse suhtes, Prantsusmaal on niisutatud ja niisutamata põllukultuuride saagikuse vahe kuni 30 q/ha. Selle kuivakindlus võib tuleneda püsivast lämmastiku omastamisest ja tõhusast fotosünteesist muutuvate mullaniiskuse tingimustes. „Stay-green“-omadus – fotosünteetilise aktiivsuse pikendamine pärast õitsemist – on põuakindluse seisukohalt otsustava tähtsusega. Euroopas on sorgo aretamine keskendunud hübridiseerimisele tsütoplasmaatilise isassterilsuse kaudu, kuid edasiminekut on piiranud valgustusperioodi tundlikkus ja troopilise mitmekesisuse piiratud uurimine. USA põllumajandusministeeriumi (USDA) 1960. aastate programm vähendas valgustsükli tundlikkust, kuid sorgo tootlikkuse potentsiaali võivad olemuslikult piirata tsükli pikkus ja viljakobarate arengukiirus. Fotosünteesisaaduste ümberjaotamine või kasvufaaside optimeerimine võiks suurendada saagikust ilma tsükleid pikendamata. Maisi põuakindluse uuringud on tuvastanud peamised geneetilised mehhanismid ja QTL-id, mis on nüüd integreeritud aretusprogrammidesse. Markerite abil toimuv selektsioon (MAS) ja tuumafaktori Y (NF-Y) B-alagrupi uuringud on suunatud sorgo söödakvaliteedi ja põuakindluse parandamisele. Maisi ja sorgo võrdlev geneetiline kaardistamine on toonud esile duplikeeritud kromosoomisegmendid, võimaldades liikidevahelisi järeldusi. Kuigi edusammud on ilmsed, on põuakindluse parandamiseks veel palju ruumi stsenaariumipõhise aretamise, geneetilise modelleerimise ja troopilise mitmekesisuse ärakasutamise kaudu. Nende pingutuste eesmärk on säilitada põllumajanduslik tootlikkus kasvava veepuuduse tingimustes.