Îmbunătățirea rezistenței porumbului la secetă și a productivității sorgului

Schimbările climatice sporesc riscurile legate de deficitul de apă, porumbul și sorgul confruntându-se cu provocări în ceea ce privește eficiența utilizării apei, în ciuda metabolismului lor C4. Porumbul consumă, de obicei, mai multă apă de irigație decât sorgul în regiuni precum Franța, însă ambele culturi prezintă o eficiență ridicată a utilizării apei. Deși sorgul este adesea considerat tolerant la secetă, formarea boabelor sale este sensibilă la deficitele de apă, ceea ce limitează utilizarea sa în regiunile aride. Cercetările genetice, inclusiv experimentele de transfer de gene, au demonstrat potențialul de îmbunătățire a toleranței la secetă, dar sunt disponibile puține soiuri comerciale. Genotipuri tolerante sunt utilizate în prezent în Mexic (porumb), Africa de Est (porumb) și India/Australia (sorg). Toleranța la secetă a porumbului s-a îmbunătățit prin selecție, în special în regiunile temperate, unde soiurile mai noi mențin randamentele în condiții de secetă fără a compromite productivitatea generală. Soiurile tropicale de porumb dezvoltate de CIMMYT pentru zonele predispuse la secetă dețin un potențial neexploatat de adaptare la condițiile europene prin utilizarea resurselor genetice de teosinte și Tripsacum. Strategiile de toleranță la secetă depind în mare măsură de scenariul specific: menținerea numărului de boabe poate reduce calitatea randamentului în condiții de secetă severă, în timp ce beneficiile înrădăcinării profunde depind de condițiile solului. Nu există o soluție universală; ameliorarea trebuie să acorde prioritate trăsăturilor specifice contextului. Reputația sorgului în ceea ce privește toleranța la secetă contrastează cu productivitatea sa mai scăzută în comparație cu porumbul. Acesta prezintă sensibilitate la deficitele de apă, cu diferențe de randament de până la 30 q/ha între culturile irigate și cele neirigate în Franța. Toleranța sa poate proveni din absorbția susținută de azot și din fotosinteza eficientă în condiții variabile de umiditate a solului. Caracteristica „stay-green” — prelungirea activității fotosintetice după înflorire — este esențială pentru reziliența la secetă. În Europa, ameliorarea sorgului s-a concentrat pe hibridizare prin sterilitate masculină citoplasmică, dar progresul a fost limitat de sensibilitatea la fotoperioadă și de explorarea limitată a diversității tropicale. Programul USDA din anii 1960 a redus sensibilitatea la fotoperioadă, însă potențialul de productivitate al sorgului poate fi limitat intrinsec de durata ciclului și de ritmurile de dezvoltare a paniculului. Redistribuirea fotosintetatelor sau optimizarea etapelor de creștere ar putea spori randamentele fără a prelungi ciclurile. Cercetările privind toleranța la secetă a porumbului au identificat mecanisme genetice cheie și QTL-uri, care sunt acum integrate în programele de ameliorare. Selecția asistată de markeri (MAS) și studiile privind subunitatea B a factorului nuclear Y (NF-Y) vizează îmbunătățirea calității furajelor din sorg și a rezilienței la secetă. Cartografierea genetică comparativă între porumb și sorg a relevat segmente cromozomiale duplicate, permițând obținerea de informații la nivel interspecific. Deși progresele sunt evidente, există încă un potențial substanțial de îmbunătățire a toleranței la secetă prin ameliorare adaptată la scenarii specifice, modelare genetică și valorificarea diversității tropicale. Aceste eforturi vizează menținerea productivității agricole în contextul unei penurii de apă tot mai accentuate.