Ricercatrice dell'Università del Texas descrive i suoi recenti studi per ottenere varietà di riso resistenti alla sommersione

La coltura risicola può trovarsi in condizioni di stress in presenza di troppa acqua, o di acqua al momento sbagliato. Sviluppare la tolleranza a questi stress da inondazione e migliorare le varietà coltivate di riso è la passione del Dr.Endang 'Septi' Septiningsih, scienziata presso Texas A&M AgriLife Research.

I coltivatori di riso di tutto il mondo hanno due tipi di scelte: piantare varietà tradizionali dallo scarso raccolto che sono moderatamente resistenti a lunghi periodi di sommersione, per resistere alle rapide inondazioni della stagione monsonica, o piantare varietà a raccolto elevato, ma intolleranti alla sommersione, che tendono a subire gravi perdite durante i monsoni.

Septiningsih, genetista di AgriLife Research presso il Dipartimento di Scienze del Suolo e delle Coltivazioni dell'università Texas A&M di College Station ha speso l'intera carriera per trovare una risposta genetica per la tolleranza agli stress abiotici nel riso.

Riso e acqua

Ella ha riferito: “Le piante di riso amano l'acqua durante la maggior parte della loro vita. Comunque, se troppo profonda e prolungata, l'acqua può uccidere le piante completamente sommerse e bloccare l'entrata di ossigeno. I momenti più importanti sono quando il seme sta germinando, o quando le piante stanno cercando di crescere.”

Ella riferisce che le condizioni climatiche estreme causate dal cambiamento climatico hanno reso le inondazioni un problema crescente per gli Stati Uniti e l'agricoltura internazionale. La sommersione completa può verificarsi per parecchie settimane durante le rapide inondazioni, nel qual caso i campi non possono essere drenati abbastanza rapidamente.

Come risultato, Septiningsih ha riferito che le stime indicano che lo stress da inondazione è un problema importante che colpisce più di 49.5 milioni di acri di riso in tutto il mondo (20.031.939 ettari).

Ella ha riferito: “Poiché il riso cresce bene in aree con grandi quantità d'acqua, tali aree tendono anche a essere più soggette agli eventi estremi di inondazione improvvisa, che possono spazzar via la coltura. L'approccio più praticabile per gestire questi tipi di gravi inondazioni è lo sviluppo di varietà di riso tolleranti alla sommersione che mantengano tratti, agronomici, di quantità di raccolto e di qualità, accettabili per gli agricoltori.”

Previous Research

Lavorando contemporaneamente alla Texas A&M e precedentemente all'Istituto internazionale per la ricerca sul Riso (IRRI) nelle Filippine, Septiningsih ha diretto l'identificazione e la clonazione di un gene (AG1), che fornisce accentuata tolleranza alla sommersione prolungata, durante la germinazione, in tal caso conosciuta come 'germinazione anaerobica'.

Questa nuova scoperta ha reso significativo l'impatto, non solo evidenziando il ruolo del metabolismo degli zuccheri e segnalandolo nella germinazione anaerobica, ma anche fornendo le basi per futuri avanzamenti nella produzione del riso in semina diretta, ella ha riferito. Questi sviluppi possono condurre a una migliorata sicurezza alimentare e alla stabilità degli agricoltori che praticano risicoltura di sussistenza, in giro per il mondo.

All'IRRI, ella ha portato avanti ricerche riguardo vari tipi di stress da inondazione nel riso, incluso l'inondazione durante la germinazione, la completa sommersione durante la stagione vegetativa, o l'inondazione rapida e l'inondazione fino al raccolto, o inondazione stagnante.

Mentre si trovava lì (all'IRRI), la ricerca di Septiningsih’s incluse la caratterizzazione e l'uso del gene SUB1. Questo gene aumenta notevolmente la sopravvivenza delle piante di riso, durante due settimane di completa sommersione.

Ella ha spiegato che il gene SUB1 conferisce tolleranza alla sommersione completa, attraverso una strategia di quiescenza. Ciò essenzialmente determina che le piante divengano dormienti mentre si trovano interamente sott'acqua. Come risultato, il riso risparmia le riserve di carboidrati e le usa nella fase di de-sommersione per riprendersi completamente.

Ella ha riferito: “La maggior parte del riso cercherà di mantenere attiva la crescita per raggiungere la superficie dell'acqua e morirà (solo) dopo aver utilizzato tutta la sua energia.”

Muoversi in avanti

Ella ha detto: “Il mio obbiettivo definitivo è accentuare la tolleranza che le varietà SUB1 di riso forniscono per consentire alle colture di fronteggiare eventi climatici più estremi, in particolare l'inondazione. Ciò è sempre più un problema negli Stati Uniti ed a livello globale.”

Nel 2017, Septiningsih ha ricevuto una borsa di studio dall'Istituto per il cibo e l'alimentazione del Ministero dell'Agricoltura (NIFA-USDA), come principale ricercatore, per investigare il meccanismo di un nuovo locus genetico o QTL, per il riso tollerante la sommersione.

La clonazione di questo QTL fornirà l'opportunità per ottenere una migliore comprensione del meccanismo molecolare che sottende la tolleranza alla sommersione, ella ha riferito. Ciò permetterà loro anche di progettare dei marcatori su base genetica, o dei marcatori saldamente collegati per una più precisa definizione del genotipo.

In aggiunta alle varietà coltivate SUB1, Septiningsih ha anche sviluppato un numero di stock genetici e linee tolleranti la sommersione, che sono state impattanti sia per l'incrocio che negli studi genetici, presso istituti di ricerca nazionali ed internazionali di tutto il mondo.

E' molto importante comprendere il meccanismo attraverso il quale geni additivi accentuano ulteriormente la tolleranza alla sommersione in congiunzione con il gene SUB1” ha detto Septiningsih. “Ciò ci aiuterà a sviluppare varietà con superiore tolleranza alla sommersione che prosperino ed abbiano buoni raccolti in presenza di prolungati stress da sommersione”.
Ella ha anche detto: “La conoscenza acquisita può aiutare nell'interpretazione delle strategie di sopravvivenza alla sommersione per altre colture sensibili, come ad esempio il mais e la soia.”
“Questo lavoro aiuterà ulteriormente la stabilità della produzione raccolta e la sicurezza alimentare tra gli agricoltori, che praticano agricoltura di sussistenza in tutto il mondo”, ha detto, in conclusione, Septiningsih.

Autore dell'articolo: Kay Ledbetter, 29 marzo 2019

Fonte/i: Dr. Endang Septiningsih - Agrilife Research - TAMU

Sito fonte: Texas A&M AgriLife Extension

Pubblicato da Agrolinker, in data 31 marzo 2019; traduzione di Luca Federico Fianchini.

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