Roma – Per combattere gli insetti erbivori non sono sempre necessari i pesticidi, in alcuni casi è più che sufficiente una oculata biodiversità. E’ quanto emerge da uno studio guidato dall’ Università di Zurigo (UZH) e pubblicato su Nature Communications. Proprio come gli esseri umani, le piante interagiscono con gli individui che le circondano. Ad esempio, se le persone intorno a te sono più suscettibili alle infezioni, il tuo rischio di essere infettato aumenta e viceversa. Lo stesso vale per le piante. Quando diversi tipi genetici della stessa specie vegetale vengono mescolati e piantati insieme, alcune combinazioni sono più resistenti a parassiti e malattie. Questo effetto positivo sulla biodiversità è noto come resistenza associativa. Ma quali combinazioni di genotipi vegetali dovrebbero essere piantate insieme per resistere efficacemente a parassiti e malattie? Ad esempio, se si selezionano due genotipi da un totale di 199 genotipi, ci sono 19.701 combinazioni possibili. I ricercatori dell’UZH hanno ora sviluppato nuovi metodi di previsione genomica utilizzando un modello fisico per analizzare le interazioni tra piante a livello genetico. Innanzitutto, i ricercatori hanno condotto esperimenti di coltivazione di piante su larga scala per due anni in campi aperti presso l’Irchel Campus e in Giappone.
Un ricercatore conta gli insetti sulle piante nel giardino di ricerca nel campus UZH Irchel. (Immagine: UZH)
Per i 199 genotipi della pianta modello Arabidopsis thaliana raccolti in tutto il mondo, erano già disponibili informazioni sul DNA genomico. I ricercatori hanno mescolato e piantato casualmente più di 30 esemplari da ciascuno dei genotipi per un totale di 6.400 piante. Finora non esistevano metodi per analizzare quali regioni genomiche sostengano interazioni come la resistenza associativa tra individui di piante vicine. I ricercatori hanno quindi sviluppato un nuovo metodo analitico chiamato Neighbor GWAS. Questo metodo applica un modello utilizzato in fisica per analizzare le interazioni tra magneti alle interazioni tra piante vicine. Esamina come il danno degli insetti erbivori viene influenzato quando piante con sequenze genetiche specifiche sono adiacenti, in base ai risultati effettivi degli esperimenti sul campo. Dall’analisi con questo nuovo metodo, è stato dimostrato che numerosi geni sono coinvolti nelle interazioni con le piante circostanti. Utilizzando un metodo di apprendimento automatico, i ricercatori sono stati in grado di prevedere il danno degli insetti erbivori e hanno identificato combinazioni di genotipi benefici per i quali era prevista una resistenza associativa. Il team di ricerca ha condotto un altro esperimento sul campo su larga scala per due anni, piantando circa 2.000 esemplari di piante in coppie di genotipi per i quali erano previsti tre diversi livelli di resistenza associativa. Questo esperimento ha rivelato che, rispetto alla semina di un singolo genotipo, la miscelazione di due genotipi ha ridotto i danni degli insetti erbivori rispettivamente del 24,8 per cento e del 22,7 per cento per il livello di resistenza associativa più alto e il secondo più alto.(30Science.com)
