La genetica rende il riso sostenibile e ad alto rendimento

Roma – L’attivazione di due geni del riso permette di ottenere raccolti più ricchi e più ecologicamente sostenibili. E’ quanto emerge da uno studio guidato dall’Università della California (UC) – Davis e pubblicato su Nature Plants. Gli studiosi hanno scoperto che l’attivazione dei geni in questione nelle cellule uovo del riso innescano il loro sviluppo in embrioni senza la necessità di fecondazione il che dovrebbe permettere di creare ceppi clonali di riso al alta resa e a basso costo energetico. Il team di ricerca coordinato da Venkatesan Sundaresan , un professore di biologia vegetale presso l’UC Davis aveva precedentemente dimostrato che un gene chiamato BBM1 nelle cellule uovo di riso se attivato permetteva di ottenere un successo nello sviluppo della pianta nel 30 per cento dei casi. Ora, in collaborazione con i ricercatori dell’Innovative Genomics Institute dell’UC Berkeley, il team ha dimostrato che l’attivazione simultanea di un secondo gene, WOX9A, aumenta il tasso di successo a circa il 90 per cento. Le varietà ibride di riso, prodotte incrociando due varietà pure, possono produrre quasi il doppio del raccolto, ma produrle è costoso e richiede agli agricoltori di acquistare nuovi semi ogni anno. Se le piante ibride potessero riprodursi asessualmente, gli agricoltori potrebbero conservare i semi da un anno all’altro. Come progettare un riso che si riproduce asessualmente è un enigma che gli scienziati cercano di risolvere da oltre 30 anni. Il team di Sundaresan ha precedentemente dimostrato che BBM1 è un fattore scatenante essenziale per lo sviluppo degli embrioni delle piante e che l’attivazione di questo gene nelle uova può annullare la necessità di fecondazione. Esaminando quali geni sono attivati nelle uova di piante fecondate, i ricercatori hanno identificato un gene, WOX9A, per il quale viene espressa solo la copia del gene trasportata dallo sperma. Quando hanno attivato simultaneamente sia BBM1 che WOX9A nelle cellule uovo di riso, hanno portato alla formazione di embrioni senza fecondazione nel 90 per cento. Poiché sono nate da uova non fecondate, le piante prodotte tramite questo metodo sono aploidi, ovvero contengono metà del numero normale di cromosomi. “Gli aploidi sono strumenti preziosi nell’allevamento vegetale per produrre linee pure, che consentono una produzione uniforme delle colture”, ha affermato l’autore corrispondente Imtiyaz Khanday , professore associato presso il Dipartimento di Scienze delle Piante presso l’UC Davis College of Agricultural and Environmental Sciences . “Queste scoperte hanno anche implicazioni significative per la produzione di semi clonali ad alte frequenze che mantengono i benefici del vigore ibrido”. Il passo successivo, affermano i ricercatori, è quello di combinare questo metodo di attivazione sia di BBM1 che di WOX9A con “apomissi sintetica”, una tecnica che hanno precedentemente sviluppato per la produzione asessuata di semi clonali. Ciò significa che gli agricoltori potranno raccogliere i benefici del vigore ibrido anno dopo anno semplicemente conservando parte del raccolto per piantare l’anno successivo. “Se combiniamo questo trucco di far sì che una cellula uovo si trasformi in un embrione senza fecondazione insieme a un’altra tecnica che elimina la meiosi, possiamo produrre in modo efficiente semi ibridi ad alta resa”, ha affermato Sundaresan. “In un mondo in cui le risorse sono sempre più limitate, ciò fornisce una strada per un’agricoltura sostenibile per i coltivatori di riso e, in futuro, anche per altre colture”. (30Science.com)