Fungicidi e pesticidi non sono una soluzione sostenibile: oltre ad essere inaccessibili a gran parte della popolazione mondiale dei piccoli coltivatori, spesso hanno anche alcuni effetti collaterali negativi sull’ambiente e sulla nostra salute. Il percorso più efficace per arrivare ad avere piante resistenti secondo i ricercatori è proprio la genetica. Se si riescono a individuare i geni che detengono il codice per la resistenza alle malattie si potranno infatti incrociare e ottenere varietà naturalmente immuni.
Tra i funghi patogeni che minacciano il grano c’è la Pyrenophora tritici-repentis che provoca la macchia gialla o abbronzante, una malattia meno nota di altre ma con un alto potenziale che può trasformarsi in una grave minaccia. È successo In Kazakistan, una delle principali nazioni coltivatrici di grano dell’Asia centrale: gli agricoltori hanno lottato con epidemie di macchie gialle sin dagli anni ’80 e alla fine hanno perso la loro battaglia, quasi la metà del raccolto.
Ora invece alcuni scienziati dell’Institute of Plant Biology and Biotechnology (IPBB) in Kazakistan e dell’International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) hanno condotto uno studio e hanno individuato nuove associazioni genetiche in grado di rendere le piante resistenti alla malattia della macchia gialla. Lo studio è stato pubblicato su Frontiers in Genetics.
A guidare la ricerca è Alma Kokhmetova, professoressa e capo del laboratorio di genetica e breeding dell’IPBB.
Lo studio ha individuato alcune importanti e nuove associazioni genetiche determinanti per la resistenza a questa malattia per le due razze principali, razza 1 e razza 5, che sono le più diffuse in Kazakistan. I centri di ricerca hanno assemblato un pannello con 191 campioni di grano con diversi livelli di resistenza provenienti dal Kazakistan, dalla Russia e dallo stesso CIMMYT, attraverso l’International Winter Wheat Yield Partnership (IWWYP).
Per effettuare lo studio (genome-wide association study, GWAS), gli scienziati hanno utilizzato una piattaforma di genotipizzazione chiamata DArTseq che sequenzia le rappresentazioni del genoma e genera dati sui polimorfismi a singolo nucleotide (SNP).
Utilizzando gli SNP generati da DArTSeq e il punteggio fenotipico della resistenza alla macchia gialla nelle diverse fasi di vita di una pianta, gli scienziati sono stati in grado di contrassegnare le regioni genomiche associate alla resistenza alla malattia. È stato scoperto che nuove regioni sui cromosomi 3BS, 5DL e 6AL hanno alcuni tratti di resistenza promettenti, in particolare 6AL, che sembra essere superiore nel proteggere le piante da entrambe le razze del patogeno.
“Ai fini della riproduzione, 25 linee con le migliori combinazioni di alleli di geni nuovi e conosciuti identificati in questo studio sono attualmente utilizzate in diversi programmi di incrocio in Kazakistan”, ha affermato Deepmala Sehgal, genetista del grano CIMMYT.
Una volta convalidati i risultati, le informazioni sulla sequenza verranno condivise su una piattaforma di genotipizzazione chiamata Intertek, che è stata progettata per assistere chi si occupa di breeding valutando i marcatori genetici.
“Grazie allo scambio di materiali di grano tra CIMMYT, Turchia e ICARDA (IWWIP), abbiamo selezionato e prodotto linee di grano più resistenti che ora verranno valutate nelle diverse fasi del processo di breeding“, ha affermato Kokhmetova.
Visti i risultati promettenti, il progetto ha conquistato un ulteriore finanziamento e proseguirà nelle sue indagini, parallelamente sono stati approvati anche altri progetti che cercano di trovare fonti di resistenza genetica alla ruggine bruna e alla ruggine gialla.
Le immagini sono dell’ Institute of Plant Biology and Biotechnology (IPBB).
molto interessanti questi aggiornamenti sui programmi genetici mondiali, ed estremamente interessante la volontà (pervicace) degli scienziati di mettere in comune i risultati delle proprie ricerche. anche contro le “frenature” costanti degli stati nazionali…