Cos’è per noi il grano? Ciascuno di noi potrebbe definirlo in mille modi come se si trattasse di un fedele amico perché fa parte da sempre della nostra vita. Secondo alcune stime, fornisce infatti circa il 20% dell’apporto calorico umano a livello globale. Ma secondo altre stime per soddisfare le esigenze future la sua produzione dovrebbe aumentare di oltre il 50% entro il 2050. Una sfida che sta mobilitando da anni a livello globale il mondo della Ricerca.
Ora, un team internazionale guidato dal Crop Development Centre dell’Università canadese del Saskatchewan, con la partecipazione anche dell’International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT), è riuscito a sequenziare i genomi di 15 varietà di grano ottenute da programmi di breeding sviluppati in tutto il mondo e, grazie a questo lavoro, sarà possibile identificare molto più rapidamente i geni che determinano una migliore resa, resistenza ai parassiti e altri importanti tratti del raccolto.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Nature e attualmente rappresentano il quadro più completo delle sequenze del genoma del grano realizzato fino ad oggi. Il progetto 10+ Genome ha coinvolto più di 95 ricercatori e scienziati di università e istituti in Australia, Canada, Germania, Israele, Giappone, Messico, Arabia Saudita, Svizzera, Regno Unito e Stati Uniti.
“È come trovare i pezzi mancanti per il tuo puzzle preferito su cui hai lavorato per decenni”, ha detto il leader del progetto Curtis Pozniak, coltivatore di grano e direttore dell’USask Crop Development Centre (CDC). “Avendo a disposizione molti assemblaggi genetici completi, ora possiamo provare a risolvere l’enorme puzzle del genoma del grano”.
“Queste scoperte aprono la strada all’identificazione dei geni responsabili di tutti quei tratti che la maggior parte dei coltivatori di grano desiderano come la resa elevata, la tolleranza al caldo e alla siccità e la resistenza agli insetti nocivi”, ha affermato Ravi Singh, responsabile del miglioramento globale del grano presso CIMMYT e un coautore dello studio.
I risultati dello studio si basano sulla prima mappa di riferimento completa del genoma del grano pubblicata dall’International Wheat Genome Sequencing Consortium nel 2018 ma questo progetto vede aumentato di quasi 10 volte il numero di sequenze del genoma e quindi consente agli scienziati di identificare con chiarezza le differenze genetiche tra diverse varietà.
Il team di ricerca è stato anche in grado di tracciare le firme uniche del DNA del materiale genetico appartenente a una varietà di grano selvatico incorporato nel corso di anni di breeding nelle cultivar moderne. “Con i partner della Kansas State University, il nostro team CIMMYT ha scoperto che un segmento di DNA nel grano moderno, derivato da un parente di grano selvatico, può migliorare i raccolti fino al 10%”, ha detto Philomin Juliana, coltivatore di grano CIMMYT e coautore dello studio. “Ora possiamo lavorare per garantire che questo gene sia incluso nella prossima generazione di cultivar di grano moderne”.
Il team ha anche utilizzato le sequenze del genoma per isolare un gene resistente agli insetti chiamato Sm1. Questo gene consente alle piante di resistere al moscerino del grano (Sitodiplosis mosellana), un parassita che può causare enormi danni ai raccolti e che in Canada ha causato perdite di milioni di dollari ai produttori. “La comprensione di un gene come questo segna un traguardo importante perché è possibile selezionare la resistenza ai parassiti in modo più efficiente utilizzando un semplice test del DNA piuttosto che un test manuale sul campo”, ha spiegato Pozniak.
10+ Genome è considerato un progetto strategico e prioritario dalla Wheat Initiative, un organismo di coordinamento per le ricerche internazionali sul grano. Per maggiori informazioni sul progetto è possibile consultare il sito http://www.10wheatgenomes.com/10-wheat-genomes-project-and-the-wheat-initiative/
L’immagine è di Xochiquetzal Fonseca/CIMMYT.