Gene-editing (CRISP) probabile soluzione al rinverdimento degli agrumi (HLB)

Prosegue negli Stati Uniti la ricerca per dare una soluzione al problema del rinverdimento degli agrumi (citrus greening), una grave malattia batterica originaria della Cina, dove è anche nota come Huanglongbing (HLB). Essa è provocata dal batterio Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas), il quale infettando l’adulto della psilla asiatica (Asian citrus psyllid = ACP), un insetto che si nutre della linfa delle piante di agrumi, contagia ogni giorno nuove coltivazioni.
I principali sintomi di questa malattia sono macchie fogliari, frutti decolorati e deformati, anche dal sapore amarognolo e infine la loro prematura caduta. Inoltre sono stati segnalati gravi danni all’apparato radicale delle piante colpite e alterazione del metabolismo di amido e zuccheri. Non c’è una cura per questa malattia che porta le piante a morte, nel giro di pochi anni dal primo attacco.

Uno studio sul contrasto dell’Huanglongbing è stato riportato sul nostro sito due mesi fa; esso rappresenta uno dei vari percorsi di ricerca attivi per contrastare questa malattia e i ricercatori che lo hanno compiuto si erano posti l’obbiettivo di ridurre l’abilità della Psylla asiatica di diffondere il Candidatus Liberibacter attraverso le punture, che essa effettua per nutrirsi della linfa elaborata di questa pianta.

Uno studio ancor più recente è ora riportato dall’Università di Riverside (California), la quale è particolarmente attiva nella ricerca sulle piante da frutto. In California l’HLB si è prevalentemente diffuso in aree residenziali a partire dal 2015, mentre in Florida il parassita, giunto già da vari anni ha danneggiato molto il settore agrumicolo.

Nello studio compiuto presso l’università di Riverside l’obiettivo è stato il cercare di capire come il batterio parassita infetti gli alberi e causi la malattia.

Wenbo Ma, professore di patologia vegetale al Collegio di Scienze naturali e agricole dell’Università di Riverside ha circostanziato l’obiettivo del suo studio con le seguenti considerazioni: “Gli agrumi, come tutte le piante, hanno un complesso sistema immunitario che previene le malattie, pertanto la questione principale è ‘Come fa il Candidatus Liberibacter asiaticus ad aggirare tale immunità, in modo da provocare la malattia?’ ”

Il gruppo di ricerca del Professor Ma ha riportato un significativo avanzamento nell’ambito dello studio del processo patogenetico del rinverdimento degli agrumi ed i risultati sono stati pubblicati in un recente numero di ‘Nature Communications’. Essi hanno scoperto che il batterio secerne una proteina, denominata ‘Sec-delivered effector 1’ (SDE1), che aiuta nel processo infettivo delle piante di agrumi, nel quale tale proteina attacca una proteasi, denominata ‘papain-like cysteine proteases (PLCPs)’, che gli agrumi utilizzano per difendersi.

Come ha riferito MA: ‘Nelle piante malate che abbiamo studiato, il livello di alcune (proteasi) PCLPs era aumentato, presumibilmente cercando di combattere l’infezione batterica. Comunque il batterio contrattaccava inibendo l’attività enzimatica delle PLCPs, attraverso l’SDE1.’

Il professor Ma ha inoltre indicato che il suo gruppo di ricerca non è riuscito a far crescere il Candidatus Liberibacter asiaticus in laboratorio e pertanto essi hanno utilizzato il batterio (fitopatogeno) Pseudomonas syringae, che era stato geneticamente modificato per produrre la proteina SDE1 del Candidatus Liberibacter asiaticus. Attraverso questo sistema artificiale è stato possibile dimostrare che l’SDE1 promuove l’infezione batterica e per questo motivo, questo studio è stato uno dei primi che abbia mostrato in che maniera a livello molecolare il Candidatus Liberibacter asiaticus si introduca all’interno degli agrumi sviluppando l’infezione.
In questo senso Ma ha poi aggiunto: ‘Questo studio rappresenta un importante passo avanti verso una migliore comprensione del meccanismo della malattia dell’Huanglongbing, il che ci aiuterà a sviluppare nuovi approcci per controllare questa malattia che non si riesce a fermare’.

Sulla base dei risultati di questa ricerca gli scienziati cominciano a parlare più apertamente della possibilità di utilizzare la, in molti casi, risolutoria tecnica del CRISPR (=gene-editing), che permette di introdurre, alterare, o eliminare dal genoma, specifiche sequenza di DNA.
Anche alcuni scienziati dell’Università della Florida hanno indicato, in occasione di un intervista che ha dato luogo a questo articolo della CBS-Florida (link al sito della Rete TV statunitense ‘CBS’), che la tecnica del CRISPR sarà probabilmente la soluzione a questa malattia, che in Florida ha colpito il 100% delle piante.

Per arrivare a poter utilizzare tale tecnica di gene-editing, il gruppo di ricerca del Professor Ma sta cercando ora di comprendere meglio i dettagli molecolari, attraverso i quali la proteina SDE1 sopprime l’attività della proteasi PLCPs. I ricercatori pensano, in conclusione, di utilizzare il CRISPR per modificare le proteasi degli agrumi e renderle in tal modo resistenti all’azione inibitoria della proteina SDE1.

Questa ricerca è stata sovvenzionata dall’Istituto nazionale per il Cibo e l’Agricoltura (NISA) del Ministero dell’Agricoltura degli Stati Uniti d’America.

Fonte/i: University of California – Riverside, 30 aprile 2018

Autore dell'articolo: , 6 maggio 2018

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