La coevoluzione della patata irlandese e dei suoi patogeni

Roma –  Dopo il 1840, quando si verificò una importante carestia delle patate in Irlanda, molti dei tratti genetici degli agenti patogeni responsabili dei malanni vegetali sono rimasti invariabili. Lo rivela uno studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications e condotto dagli scienziati della North Carolina State University. Il team, guidato da Allison Coomber e Jean Ristaino, ha utilizzato un approccio di sequenziamento innovativo per esaminare simultaneamente i geni di resistenza della pianta di patate e quelli che aiutano l’agente patogeno a infettare gli ospiti. I ricercatori hanno analizzato il materiale genetico trovato all’interno di reperti di foglie di patata. “Abbiamo utilizzato dei piccoli frammenti da 80 coppie di basi – spiega Coomber – che hanno agito come calamite nell’ambito del DNA disponibile. Questo approccio è stato utile per individuare i geni di resistenza dell’ospite e quelli di attacco nei patogeni”. Per la prima volta, i due agenti sono stati considerati contemporaneamente, a differenza di quanto avvenuto in altre ricerche precedenti, in cui il focus era solo su uno o l’altro. “La strategia di arricchimento duale – aggiunge Ristaino – ci ha permesso di cogliere le regioni mirate dei genomi coinvolti nella relazione ospite-patogeno. Siamo stati in grado di procedere grazie alla possibilità di sequenziare genomi”. I risultati hanno evidenziato le capacità del patogeno Phytophthora infestans nel contrastare la resistenza alla malattia della peronospora della patata. In particolare, riportano gli scienziati, il ceppo FAM-1 poteva sconfiggere la resistenza fornita dal gene di resistenza R1 della pianta, anche prima che i coltivatori lo distribuissero nella patata. Probabilmente, ipotizzano gli autori, questa abilità dipendeva dall’esposizione del patogeno a esemplari di piante con il gene più resistente. Il lavoro mostra inoltre che molti dei geni dell’infestante sono rimasti stabili, nonostante le numerose mutazioni che si sono succedute e hanno incrementato le capacità di infezione. I ricercatori hanno poi scoperto che tra il 1845 e il 1954, periodo in cui sono stati raccolti i campioni vegetali, il patogeno è stato caratterizzato dalla comparsa di nuovi set di cromosomi. “Abbiamo notato una certa stabilità – riporta Coomber – probabilmente associata alla mancanza di processi di selezione. Prendere di mira quei geni renderebbe davvero difficile per il patogeno sviluppare una risposta opposta. È difficile effettuare un breeding efficace delle piante quando non sappiamo abbastanza sul patogeno. Ora che sappiamo quali effettori sono cambiati nel tempo, gli allevatori potrebbero essere in grado di usare geni di resistenza più stabili o di piramidare geni di resistenza multipli da diversi ospiti selvatici”. “Il nostro lavoro – conclude Ristaino – potrebbe trovare numerose applicazioni nella progettazione e nella selezione di geni e caratteristiche specifiche delle piante”.(30Science.com)