Sarà meno costoso e più rapido verificare l’invecchiamento delle collezioni di semi nelle banche del germoplasma

Alcune istituzioni di ricerca, in varie località di tutto il mondo, conservano semente di specie vegetali, principalmente d’interesse agronomico locale. Si parla in tal caso di banche del germoplasma (o banche del seme), le quali sono essenziali a preservare la biodiversità agraria, ovvero specie selvatiche o non più coltivate e quindi la relativa variabilità genetica (caratteri utili), che può essere valorizzata per il miglioramento genetico di varietà pre-esistenti, ad esempio attraverso l’introduzione della resistenza a climi avversi, o ad organismi parassiti

Le prime banche del germoplasma furono create negli Stati Uniti, negli anni ‘50 del ‘900. I materiali vegetali presenti nelle banche genetiche sono accessibili a vari soggetti interessati ad utilizzarli.

Queste strutture, dotate di estese raccolte di semi, non hanno quindi fini di collezionismo o museali, ma quello di rendere sempre moltiplicabili gli individui delle specie e varietà conservate, i cui campioni non devono quindi invecchiare in percentuale così elevata da divenire non più utilizzabili, per perdita della capacità germinativa.

Conseguentemente è essenziale verificare periodicamente la germinabilità dei semi posseduti. Tale procedura è in genere attuata facendo germinare consistenti campioni delle collezioni di semi, un’operazione complessa e costosa, alla quale ora è stata trovata un’alternativa più economica ed efficiente, presso un centro di ricerca del Ministero dell’Agricoltura degli Stati Uniti d’America: Il Laboratorio nazionale per la Conservazione delle Risorse genetiche di Fort Collins (Colorado).

In un articolo pubblicato sulla rivista Crop Science, della Società di Scienza delle Coltivazioni (=Crop Science) gli autori di questo studio hanno spiegato come abbiano dato concretezza all’idea, rivelatasi esatta, che l’RNA messaggero risenta dell’età dei semi e sia quindi un idoneo indicatore del loro invecchiamento. L’RNA è costituito di acido ribonucleico e può svolgere nella cellula un certo numero di funzioni, tra cui la principale è la sintesi delle proteine, che si verifica nei ribosomi, dove l’m-RNA (RNA messaggero) giunge, dopo essersi formato nel nucleo, decodificando il codice genetico del DNA.

Gli autori di questo studio hanno quindi realizzato un metodo per misurare il livello di deterioramento dell’RNA messaggero contenuto nei semi conservati, definendo in che percentuale risulti ancora integro, dopo un certo numero di anni di conservazione della semente.
Tale metodo, come riferiscono i ricercatori, è risultato più veloce e inoltre necessita di un più ridotto campione; pertanto attraverso tale misurazione non si determina un’eccessiva riduzione dei semi conservati, che, se ancora vitali, possono essere utilizzati per produrre nuove piante.

Come afferma Christina Walters, autrice principale dello studio: “Potremmo rilevare cambiamenti nell'età dei semi misurando l'integrità dell'RNA circa cinque volte prima, utilizzando solo una frazione dei semi, che si utilizzerebbero per un test di germinazione. Le grandi raccolte di semi semplicemente non hanno le risorse per testare e rigenerare i semi inutilmente”.

Aspettare troppo tempo, prima di effettuare le prove di germinazione può essere un problema e questo nuovo metodo, più semplice e meno costoso, rispetto a quello basato sulla semina di parte dei campioni, può evitare che essi perdano del tutto la germinabilità prima che sia stata verificata.
La dott.ssa Walters ha espresso tale concetto attraverso un’allegoria: “Così abbiamo pensato, non sarebbe fantastico se avessimo una sfera di cristallo che ci desse certezza sull'età dei semi senza bisogno di farli germinare?”.

Per ottenere tale risultato i ricercatori hanno misurato le dimensioni dei filamenti di RNA, in semi di soia conservati per diversi anni, poiché precedentemente avevano riscontrato che le catene di RNA messaggero risultavano più corte dell’abituale dimensione, già prima che i semi mostrassero i primi segni esteriori d’invecchiamento (fino alla loro morte). Essi hanno quindi potuto riscontrare una correlazione tra l’invecchiamento dei semi e l’accorciamento dei filamenti di m-RNA.

Questo tipo di verifica ha, in definitiva, permesso di ottenere un’indicazione dell’inizio e dell’entità dell’invecchiamento dei semi, già dopo 7 anni dalla loro conservazione; quindi con un anticipo di circa 10 anni rispetto a quanto abitualmente riscontrato attraverso prove di germinazione; esse sono di solito effettuate dopo 15-17 anni dall’inizio della conservazione e cioè troppo tardi ai fini della verifica della vitalità dei semi e quindi troppo tardi per assicurare un loro successivo utilizzo.

Lo studio è stato effettuato su varie specie d’interesse agrario. Nel caso, ad esempio, della soia, viene segnalato che è stato possibile rilevare calo significativo della salute dei semi utilizzandone solo 22; al contrario l’effettuazione di un test di germinazione ne avrebbe richiesti centinaia.

In definitiva, la dott.ssa Walters ha segnalato: “La misurazione dell'integrità dell'RNA predice accuratamente i tassi di invecchiamento di queste diverse specie. Ora dobbiamo esplorare un gruppo di specie ancora più ampio”.
“A volte le banche genetiche fanno così tanto parte dell'infrastruttura da diventare invisibili. Ma penso che il servizio da esse fornito sia fondamentale per il futuro che lasceremo ai nostri figli”.