ソルガム

ソルガムは、 PACMADクレードのイネ科植物の中でトウモロコシやキビ類と近縁であり、小麦や大麦などのBOPクレードの穀物類とは遠縁である。^{[ 23 ]}

S. bicolor は、5,000 年以上前にスーダン東部のアトバラ川とガシュ川の地域で野生の祖先から栽培化されました。^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}スーダン東部のカッサラ近郊の紀元前 3500 ～ 3000年の遺跡で発見されており、新石器時代のブタナ グループ文化と関連付けられています。^{[ 28 ]}約 5,100 年前のエジプト王朝以前の墓から出土したソルガム パンは、イタリアのトリノにあるエジプト博物館に展示されています。^{[ 24 ]} 

最初に栽培化された種はbicolorで、殻が固く、無理やり剥がさなければなりませんでした。約4,000年前にインド亜大陸に広がり、約3,000年前に西アフリカに到達しました。^{[ 25 ]}他の4つの種は栽培によって進化し、穀粒が大きくなり、脱穀しやすくなり、収穫がより簡単かつ生産的になりました。これらは、サヘルのcaudatum、おそらくインドのdurra 、西アフリカのguinea （後にインドに到達）、そして南アフリカの品種を生み出したmagentiferumです。 ^{[ 25 ]}約2,500年前から1,000年前の間、アフリカの角の一部で湿潤な気候条件がソルガム栽培の拡大を支え、アクサムのような複雑な農業社会の発展に貢献しました。^{[ 29 ]}

中世には、アラブ農業革命により、アフリカやアジアからソルガムなどの作物がアラブ世界全域、遠くはスペインのアル・アンダルスまで広まった。^{[ 30 ]}ソルガムは、ヨーロッパの植民地化以前の中世のアロディア王国やサハラ以南のほとんどの文化において主食であり続けた。 ^{[ 31 ]}

糖分含有量の高い背の高いソルガムの品種はスイートソルガムと呼ばれ、糖分豊富なシロップの製造や飼料として有用である。^{[ 32 ] [ 33 ]}スイートソルガムは19世紀の砂糖貿易において重要であった。 ^{[ 34 ]}イギリス領西インド諸島での生産量の減少と菓子やフルーツジャムの需要増加により砂糖の価格が上昇しており、米国は北部諸州で生産可能な砂糖植物を積極的に探していた。「中国のサトウキビ」であるスイートソルガムは、西インド諸島で生産性の高い植物と見なされていた。^{[ 35 ]}

ソルガムのほとんどの品種は干ばつや暑さに強く、窒素効率が高く、^{[ 36 ]}特に乾燥地帯や半乾燥地帯で栽培されており、これらの地域ではソルガムは貧しい農村の人々の主食の一つとなっています。これらの品種は多くの熱帯地域で飼料として利用されています。S .  bicolorはアフリカ、中央アメリカ、南アジアで食用作物として栽培されており、世界で 5 番目に多く栽培されている穀物です。^{[ 37 ] [ 38 ]} 通常、発展途上国の小規模農家は肥料やその他の投入資材なしで栽培しています。^{[ 39 ]}彼らは、特に狭い列に植えた場合、ソルガムが雑草と効果的に競合できる能力から恩恵を受けています。ソルガムはアルキルレゾルシノールであるソルゴレオンを生成することで雑草を積極的に抑制します。^{[ 40 ]}

ソルガムは幅広い温度範囲で生育します。高地や有毒な土壌にも耐え、干ばつの後には生育を回復することができます。^{[ 32 ]}最適な生育温度範囲は12～34 ℃（54～93 °F）で、生育期間は約115～140日です。^{[ 41 ]}重粘土から砂質土壌まで幅広い土壌で生育でき、pH耐性は5.0～8.5です。^{[ 42 ]}少なくとも2年間休耕された耕作地、または前年にマメ科植物との輪作が行われた耕作地が必要です。 ^{[ 43 ]} 2年または4年の多様な輪作はソルガムの収量を向上させ、不安定な生育条件に対する耐性を高めます。^{[ 44 ]}ソルガムに必要な栄養素は、成長に必要な窒素、リン、カリウムなど、他の穀物作物とほぼ同等である。^{[ 45 ]}  

国際半乾燥熱帯作物研究所は、伝統的な遺伝的改良と統合的な遺伝資源および天然資源管理手法を用いてソルガムを改良しました。^{[ 46 ]}世界中で約194の改良品種が栽培されています。^{[ 47 ]}インドでは、改良品種によるソルガムの生産性向上により700万ヘクタール（1700万エーカー）の土地が解放され、農家は高収入の換金作物に多様化して生計を向上させることができました。^{[ 48 ]}ソルガムは主に家禽飼料として、また牛飼料や醸造にも使用されます。^{[ 49 ]}  

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  エチオピア、ハイク湖畔でのソルガムの収穫風景、2012年
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  米国オクラホマ州でコンバインハーベスターを使ってソルガムを収穫する様子
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  ウガンダでソルガムを屋外で乾燥させている様子、2020年
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  女性たちがトレイにソルガムの種を投げ入れて乾燥させている様子（2022年）

昆虫による被害は、ソルガム植物にとって大きな脅威です。150種以上の昆虫が、さまざまな生育段階で作物に被害を与え、バイオマスの大幅な損失につながります。^{[ 50 ]}貯蔵されたソルガムの穀物は、コメツキムシなどの害虫に攻撃されます。^{[ 51 ]}ソルガムは、生産量を減少させる可能性のある寄生植物であるストライガ・ヘルモンティカ（ムラサキツユクサ）の宿主です。^{[ 52 ]}ソルガムは、さまざまな植物病原菌の影響を受けます。菌類Colletotrichum sublineolumは炭疽病を引き起こします。^{[ 53 ]}有毒な麦角菌は穀物を攻撃し、人間や家畜に害を及ぼす危険性があります。^{[ 54 ]}ソルガムは、真菌病に対する防御化合物としてキチナーゼを生成します。追加のキチナーゼの遺伝子導入は、作物の病害抵抗性を高めます。^{[ 55 ]}

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  コクゾウムシはソルガムの深刻な害虫である。
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  スイートソルガムに発生した炭疽病の原因菌であるColletotrichum sublineolumの分生子堆
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  炭疽病による被害を受けたソルガムの葉

S.  bicolorのゲノムは2005 年から 2007 年の間に配列決定されました。^{[ 56 ] [ 57 ]}一般的には二倍体と考えられており、20 本の染色体を含んでいますが、^{[ 58 ]} S.  bicolorは四倍体起源であることを示唆する証拠があります。^{[ 59 ]}ゲノムサイズは約 800 Mbpです。^{[ 60 ]} 

Paterson et al. , 2009 は739メガベースのゲノムアセンブリを提供している。最も一般的に使用されているゲノムデータベースはSorGSDはLuoらによって2016年に維持されている。遺伝子発現アトラスはShakoorらによって2014年に公開されており、27,577個の遺伝子が含まれている。分子育種（またはその他の目的）のために、Bekeleらによって2013年にIllumina社の3K SNP InfiniumというSNPアレイが作成された^{[ 61 ]。}

アグロバクテリウム形質転換はソルガムにも使用でき、2018年のそのような形質転換システムの報告で示されている。 ^{[ 62 ]} 2013年の研究では、分子育種用のSNPアレイが開発され、検証された。 ^{[ 61 ] [ 63 ]}

2013年、中国は国内で栽培されているトウモロコシの補完的な家畜飼料としてアメリカ産ソルガムの購入を開始した。貿易戦争の一環として報復関税 を課した2018年4月まで、年間約10億ドル相当を輸入していた。^{[ 66 ]} 2020年までに、関税は免除され、貿易量は増加したが^{[ 67 ]} 、中国が他の国からソルガムを購入し始めたため、再び減少した。^{[ 68 ]} 2020年現在、中国は世界最大のソルガム輸入国であり、他のすべての国を合わせたよりも多く輸入している。^{[ 67 ]}メキシコも世界のソルガム生産量の7%を占めている。^{[ 69 ]}

ソルガムは食用や家畜飼料として広く利用されています。また、アルコール飲料の製造にも使用されます。^{[ 10 ]}クスクス、ポリッジ、インドのジョラダ・ロッティやトルティーヤなどの平たいパンに加工したり、熱い油で弾けてトウモロコシよりも小さなポップコーンにすることもできます。グルテンを含まないため、グルテンフリーの食事にも使用できます。^{[ 76 ]}

南アフリカでは、特徴的な酸味のあるマルワビールは、モロコシまたはキビから作られます。このプロセスでは、マッシュした穀物を乳酸菌で酸っぱくし、その後、穀物に付着していた野生酵母で発酵させます。 ^{[ 77 ]}中国と台湾では、モロコシは、無色の蒸留酒である白酒の一種である高粱酒の主要原料の一つです。^{[ 78 ] [ 79 ]}ウガンダでは、モロコシは、カラモジョン族の伝統的な食べ物であるアンゴディックの材料として使用されています。^{[ 80 ]}

米国を含む国々では、甘いソルガムの茎をサトウキビ搾り機で粉砕し、甘い糖蜜のような汁を抽出します。この汁はシロップとして販売され、^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}バイオ燃料の原料として使用されます。^{[ 84 ]}

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  ソルガムビール、オマロヴ・ギリヤ、ひょうたん発酵、ナミビア
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  高瀝酒1本
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  ブルクトゥは、ナイジェリアでギニアコーンを使って作られる地元のビールです。
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  ノースカロライナ州で稼働中の馬力式ソルガム搾汁機
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  甘いソルガムシロップの瓶
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  円錐花序の茎で作られたほうき

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  南スーダンのディディンガ族の人々がひょうたんの器に入れたソルガムの生地
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  ジョラダ・ロティ（平たいパン）、カルナータカ州、インド
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  トウモロコシのポップコーンとポップソルガム
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  ソルガム飼料、マハラシュトラ州、インド

ソルガムはトウモロコシの代替として燃料用エタノールの生産に使用できます。エタノール生産のエネルギー比はサトウキビと似ており、トウモロコシよりもはるかに高いです。^{[ 85 ]}抽出された炭水化物は、その単純な糖構造のため、容易にエタノールに発酵できます。残渣には、燃料を生産するために使用されるエタノール処理施設を稼働させるのに十分なエネルギーが含まれています。^{[ 86 ]} 2018年現在、生産コスト（生産物の価格、^{[ 87 ]}輸送および加工コストを含む）はトウモロコシと競争力があり、^{[ 88 ]}ソルガムはトウモロコシよりも窒素肥料の必要量が少ないです。^{[ 89 ]}燃料用エタノールにするには、ソルガムジュースを長期保存用にシロップに濃縮し、バッチ発酵プロセスで発酵させます。^{[ 90 ]}

ソルゴまたはソルゴと呼ばれる、穀物用に栽培されるものよりも背の高いスイートソルガム品種の茎は、飼料やサイレージとして、またエタノールの生産に利用できる。 ^{[ 91 ]}

ナイジェリアでは、ソルガムの赤い葉鞘を粉末にして革の染色に使用しており、アルジェリアでは、ソルガムを羊毛の染色に使用しています。^{[ 92 ]}

インドでは、円錐花序の茎はほうきの毛として使われる。^{[ 93 ]}

ソルガムの種子とバガスは発酵によって乳酸を生成する可能性があり、これは生分解性熱可塑性樹脂であるポリ乳酸の製造に使用できる。^{[ 94 ]}