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Come le ricerche risolveranno la scarsità di cibo

città: Milano - pubblicato il:
scarsità di cibo

Incombono sull’agricoltura molti pericoli. In aiuto i test anche genetici. Riso e orzo sono la base di due studi condotti dall’Università Statale di Milano e dal Crea per combattere la scarsità di cibo

La scarsità di cibo deve essere stato il campanello di allarme suonato nella testa di molti italiani che hanno assaltato i supermercati in preda al timore che la crisi del Coronavirus potesse lasciarli senza alimenti.

Ma se nel mondo occidentale questo è un problema senza senso, in zone depresse, come per esempio l’Africa è una realtà. Anche la crisi climatica in questo caso incombe sull’agricoltura dettando nuove incognite. E le previsioni non sono rosee.

Le ricerche per fortuna stanno dando ottimi risultati.

La ricerca scientifica per combattere la scarsità di cibo

Per esempio, grazie alla tecnica di editing genetico Crispr (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats) sta diventando una realtà produrre più riso e in maniera controllata anche in zone soggette a condizioni metereologiche e qualità del raccolto imprevedibili, come per esempio l’Africa, contribuendo in tal modo a soddisfare la domanda di cibo della popolazione mondiale.

Recente e con ottimi basi è la ricerca coordinata da Martin Kater, docente di Genetica presso il dipartimento di Bioscienze dell’Università Statale di Milano – la Crispr-Mediated Accelerated Domestication of African Rice Landraces cui collabora l’Università di Montpellier.

Lo studio si basa sulla tecnica di editing genetico Crispr con l’impiego della proteina Cas9, una sorta di forbici molecolari programmabili per modificare il Dna di una cellula, in questo caso del riso africano della specie Oryza glaberrima e Oryza sativa.

Questi due cereali sono risorse agricole preziose per la naturale capacità di adattamento alle condizioni dell’ambiente e del terreno locale; presentano spesso una maggiore resistenza a parassiti endemici, siccità e carenza di nutrienti rispetto alle varietà importate di riso asiatico ad alta intensità di produzione.

Purtroppo però queste caratteristiche (compresa la minore dispersione e la maggiore resa dei semi, assieme alla messa a dimora), non sono ben stabilizzate.

Per affrontare questa carenza il team di ricerca della Statale sta sviluppando protocolli per la trasformazione genetica degli ecotipi africani, per consentire l’uso di approcci di miglioramento genico che sfruttino il sistema di editing genetico Crispr-Cas.

In questo lavoro è stata utilizzata la varietà di riso Kabre, coltivata in Africa, con l’intento di modificare specifici loci che sono stati selezionati attraverso il processo di domesticazione delle varietà di riso asiatiche, con l’intento di migliorare la resa nella varietà africana.

La trasformazione genetica con vettori contenenti la forbice molecolare Crispr-Cas9 ha generato mutanti in singoli geni e in combinazioni multiple selezionate di geni.

Attraverso la modificazione mirata del gene Htd1, sono state generate piante con altezza ridotta per diminuire l’allettamento delle piante, ossia il ripiegamento degli steli in seguito all’azione di venti e piogge.

Inoltre, tre loci noti che controllano la dimensione del seme e/o la resa (Gs3, Gw2 e Gn1A) sono stati simultaneamente modificati utilizzando il sistema multiplex Crispr-Cas9. Ciò ha prodotto piante di riso Kabre con una resa dei semi significativamente migliorata.

L’orzo non ha, quasi, più segreti

Se c’è una cultivar resistente in grado di crescere ovunque, questa è l’orzo. Islanda o in Lapponia, a nord del circolo polare artico, o in pieno campo in Tibet a oltre 4.000 metri di quota, non importa.

L’orzo non fa scherzi e si adatta anche a trovare dimora come ultima coltura prima del deserto nella regione del medio-oriente, in aree con una piovosità inferiore a 250mm all’anno.

E se ci sono ancora segreti sull’orzo a breve potrebbero tutti essere svelati. Ci sta pensando, infatti, una ricerca dal lungo nome: Exome sequences and multi-environment field trials elucidate the genetic basis of adaptation in barley realizzato dal consorzio Europeo Whealbi WheAt and barley Legacy for Breeding Improvement, con il contributo italiano dell’Università degli Studi di Milano, di Crea – Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria, e Ptp Science Park, partner della ricerca per poi studiare l’implementazione di programmi di trasferimento tecnologico a favore del mondo produttivo.

Integrando dati di una rete internazionale di campi e quelli derivanti dalla sequenza parziale del genoma di circa 400 varietà provenienti da più di 70 paesi, i ricercatori hanno identificato decine di geni che controllano i meccanismi grazie ai quali la pianta dell’orzo legge le condizioni ambientali e adatta il proprio ciclo vitale ai diversi ambienti.

Di fronte ai cambiamenti climatici in atto, comprendere la straordinaria capacità di adattamento dell’orzo è fondamentale per selezionare le piante da coltivare nei prossimi anni – è il pensiero di Luigi Cattivelli, direttore del Centro di ricerca Genomica e Bioinformatica del Crea che sarà tra i relatori del nostro prossimo convegno organizzato a settembre in ambito agricoltura 4.0 – Il clima cambia e l’agricoltura globale deve rispondere alla sfida della scarsità di cibo con piante che cambino di conseguenza, per garantire i fabbisogni di cibo e di altri prodotti di origine agricola“.

L’orzo naturalmente è una coltura molto diffusa in Europa, in tutta l’area mediterranea e in Italia, dove è utilizzata sia per l’alimentazione animale sia per la produzione della birra.

La collezione di varietà del progetto Whealbi e i relativi dati genomici rappresentano una risorsa unica per future ricerche sulla risposta delle piante agli stress – commenta Laura Rossini del Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali della Statale di Milano, che ha coordinato il lavoro di sequenziamento in collaborazione con il Ptp – Per esempio, potranno essere impiegati per studiare la resistenza alle malattie o alla ridotta disponibilità di acqua, così da applicare queste conoscenze per ottenere varietà migliorate“.

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