Roma – Usare meno fertilizzanti per le patate così da risparmiare e inquinare meglio: questo l’obiettivo di uno studio guidato dal Centro per la ricerca in genomica agricola (CRAG), pubblicato su New Phytologist, che ha fatto il punto sull’individuazione di un gene delle patate dal quale dipende il bisogno di azoto delle stesse. In un mondo in cui la sicurezza alimentare è sempre più minacciata dal cambiamento climatico e dalla crescita demografica, i ricercatori si stanno rivolgendo a soluzioni genetiche per migliorare la resilienza delle colture. Nella nuova ricerca condotta da Salomé Prat , ricercatrice presso il CRAG, si è scoperto che il gene StCDF1 è cruciale nell’uso dell’azoto da parte delle patate ( Solanum tuberosum ), un alimento base per milioni di persone.
Esperimento con piante di patate
Credito
CRAG
I risultati rivelano che StCDF1 non solo agisce come regolatore a monte del percorso di tuberizzazione, ma controlla anche direttamente l’espressione di diversi geni coinvolti nell’assimilazione e nel trasporto dell’azoto. Attraverso una combinazione di studi sul legame del DNA e sull’espressione genica, i ricercatori hanno osservato che StCDF1 lega la regione promotrice della Nitrato Reduttasi (StNR), un enzima che catalizza il passaggio limitante la velocità nella riduzione del nitrato all’interno della cellula. Sorprendentemente, le patate possiedono una singola copia del gene per StNR , a differenza della maggior parte delle piante che hanno diverse copie che consentono loro una maggiore efficienza nell’utilizzo del nitrato. La ricerca ha impiegato tecniche avanzate, tra cui DAP-seq (DNA Affinity Purification and sequencing), per identificare i target diretti di StCDF1. Questo metodo ha rivelato picchi di riconoscimento del DNA in diversi geni sensibili all’azoto. Le linee knock-down di StCDF1 , che hanno ridotto i livelli di trascrizione, hanno mostrato prestazioni migliorate in condizioni di limitazione dell’azoto a causa della repressione sollevata di StNR . Con StCDF1 silenziato, le piante di patate potrebbero esprimere più StNR , portando a una migliore utilizzazione dell’azoto. Inoltre, la scoperta di polimorfismi nella regione regolatrice di StNR indica che queste variazioni genetiche potrebbero essersi evolute nelle prime culture di patate come meccanismo compensatorio, aiutando queste piante ad adattarsi agli effetti negativi della stabilizzazione di StCDF1, migliorando così le loro capacità di assimilazione dell’azoto. Salomé Prat ha sottolineato l’importanza di queste scoperte, affermando: “La novità della nostra ricerca sta nello scoprire il duplice ruolo di StCDF1 nella regolazione sia della tuberizzazione che dei percorsi di assimilazione dell’azoto. Questa intuizione rivela nuovi target genetici e molecolari per migliorare l’utilizzo dell’azoto nelle patate”. (30Science.com)
