Nuova varietà di riso transgenico produce molta granella anche quando c'è siccità

Il riso è una coltivazione che ha un grande rilievo in Italia, che ne produce molto, ma comunque non così tanto come in alcune nazioni dell'Asia, dove è un elemento base dell'alimentazione delle popolazioni, particolarmente di quelle più povere.

Il riso è inoltre una pianta molto esigente per quanto riguarda l'acqua e per questo motivo la sua coltivazione permette di valorizzare aree, dove il terreno è particolarmente fornito dal punto di vista idrico (falda alta) e che invece risultano inadatte per altre coltivazioni, come i fruttiferi o la patata, che richiedono terreni ben drenati e quindi privi di ristagni idrici.
Purtroppo però l'evolversi verso la siccità delle condizioni climatiche di molte aree della terra un tempo vocate per le colture irrigue, sta spostando la zona di coltivazione del riso e ciò si verifica in particolare nelle regioni calde, dove le temperature elevate ed il forte irraggiamento solare sono normalmente fattori che aiutano ad ottenere maggiori produzioni.

E' automatico che nelle zone tropicali di tradizionale coltivazione del riso si sia anche concentrato lo sforzo di miglioramento genetico di questa coltura, nel tentativo di mantenere se non addirittura incrementarne la capacità produttiva.

Tre sono gli aspetti che possono essere di aiuto nel rendere questa coltivazione più competitiva: la creazione di infrastrutture idriche (canalizzazioni e invasi artificiali) per aumentare la possibilità di utilizzare acqua, il ricorso alla coltivazione in asciutta e il miglioramento genetico della coltivazione, per ottenere varietà di riso resistenti alla siccità.

Sicuramente la coltivazione in asciutta può essere utile, ma richiede comunque un regime idrico adeguato che si può raggiungere solo in regioni della terra dove siano intense le piogge durante il periodo di coltivazione.
Quando invece si confronta la convenienza di creare costose infrastrutture idriche con quella di risparmiare acqua ricorrendo al supporto della genetica vegetale, quest'ultima opzione risulta di gran lunga più conveniente, sebbene le problematiche di tipo normativo legate all'utilizzo di varietà transgeniche hanno aumentato di molto il costo di produzione di varietà più produttive.

Proprio di recente in Giappone è stato ottenuto un buon risultato nel miglioramento genetico del riso, per conferirgli una maggiore resistenza alla siccità. La ricerca ha permesso di otttenere nuove varietà transgeniche di riso ed è stata condotta presso il Centro JIRCAS dell'istituzione nazionale giapponese di ricerca 'Riken', in collaborazione con il Centro di Ricerche sull'Agricoltura tropicale (CIAT; Colombia) del CGIAR (un network di ricerca internazionale).

Le colture trans-geniche (od OGM) sono ottenute introducendo, nelle varietà prescelte, geni utili provenienti da piante o altri organismi di specie geneticamente lontane; invece quando i geni trasferiti provengono da una stessa specie, o da specie tra loro vicine si parla di cis-geni; con riferimento ad essi alcuni parlano di 'biotecnologie verdi', dando così ad intendere che la minore vicinanza genetica dei transgeni è il motivo che li rende meno ecologici dei cis-geni.
La manipolazione dei geni permette di risparmiare molto tempo nel lungo processo di miglioramento genetico, poiché il gene richiesto viene inserito esattamente dove serve; al contrario la genetica tradizionale si serve di ottimali combinazioni di incrocio e di calcoli probabilistici, con grande dispendio di tempo e risorse economiche, prima di raggiungere un risultato confrontabile.

Nel loro recente lavoro i genetisti di RIKEN Research si sono valsi di una loro precedente ricerca di base svolta sulla pianta test Arabidopsis thaliana. Durante tale studio gli scienziati di Riken avevano scoperto che nell'Arabidopsis, in presenza di condizioni di stress idrico e salino, si attiva un gene in grado di indurre la sintesi dell'enzima galattinolo-sintetasi (GolS); tale gene sovrintende la produzione di galattinolo, uno zucchero solubile che, come tale, è in grado di far abbassare nella pianta il potenziale osmotico e quindi quello idrico, di cui l'osmotico è una componente.

Pertanto in presenza di galattinolo in soluzione nelle cellule è ovvio attendersi che esse cedano molta meno acqua, pur in presenza di basso potenziale idrico esterno, causato da siccità o alta concentrazione di sali nella soluzione del terreno, poiché anche il potenziale idrico interno si abbassa e trattiene l'acqua nelle cellule.

Essendo, l'Arabidopsis thaliana, una pianta che è considerata uno standard, e quindi rappresentativa di molte altre, essa viene spesso utilizzata per ottenere i primi riscontri circa la fondatezza del postulato su cui si basa una determinata ricerca. Successivamente il percorso sperimentale prosegue sulla pianta oggetto dello studio, in questo caso: il riso.

L'enzima che induce la sintesi del galattinolo era presente solo in Arabidopsis e quindi è stato introdotto artificialmente in varietà di riso brasiliano e africano, attraverso il trasferimento genico. Già nei primi test, i ricercatori evidenziarono nelle piante migliorate una tolleranza alle condizioni di siccità, che in concreto determinava un maggiore accumulo di riserve nei chicchi di riso, pur in presenza di scarsa disponibilità idrica.

Come riferisce lo scienziato Fuminori Takahashi di RIKEN: 'Il gene GolS2 di Arabidopsis fu dapprima identificato con una ricerca di base svolta presso RIKEN Research. Usandolo eravamo in grado di migliorare la resistenza allo stress provocato dalla siccità e di aumentare la capacità di accumulo dei granelli di riso, in condizioni di siccità in pieno campo. Questo è uno dei migliori casi modello nei quali la conoscenza derivante dalla ricerca di base è stata applicata con successo nel cercare una soluzione a un problema collegato con l'alimentazione.'

Per effettuare le prove di campo delle nuove varietà transgeniche, ottenute modificando riso brasiliano ed africano, i ricercatori avevano riprodotto artificialmente le condizioni di siccità in particolari serre, nelle quali l'acqua veniva esclusa tramite appositi dispositivi ('rain-out shelters').

I risultati delle prove di campo mostrarono che le cellule delle varietà di riso migliorato avevano un livello di galattinolo più elevato e le giovani piantine erano cresciute maggiormente pur in presenza di siccità durante la fase iniziale del loro sviluppo. Inoltre le piante presentavano un minor arrotolamento delle foglie, un sintomo esteriore che viene nel riso ricondotto alla sofferenza per la scarsità d'acqua.

Sia le varietà transgeniche ottenute da riso africano che quelle derivate da riso brasiliano diedero luogo a raccolti più elevati, maggiore accumulo di biomassa, una maggiore fertilità dei fiori e un minore arrotolamento fogliare. A livello fisiologico si notò che cinque dei ceppi più promettenti in condizioni di siccità accumulavano più acqua nei tessuti, utilizzavano meglio la radiazione solare e avevano un maggior contenuto di clorofilla nei tessuti fotosintetici; in definitiva tali ibridi transgenici avevano anche una maggiore efficienza fotosintetica. Test eseguiti durante più cicli produttivi mostravano che queste varietà risultavano più produttive sia in condizioni di debole che di marcata siccità.

Restava e resta comunque decisivo il problema regolatorio di fondo, che impedisce l'utilizzo alimentare di queste nuove piante, ragion per cui nella procedura investigativa quello che normalmente è lo stadio finale di una ricerca è ormai divenuto solo la dimostrazione di una possibilità teorica, che si dovrà poi tentare di riprodurre attraverso le tecniche della genetica tradizionale, l'unica accettata come possibile origine di ibridi destinati all'alimentazione umana.

E quindi a questo punto parte una nuova fase della ricerca che durerà alcuni anni (presumibilmente 5-10) durante i quali gli scienziati studieranno i genomi delle piante utilizzate e quindi gli incroci da effettuare per fare in modo che, in maniera del tutto naturale, i geni studiati possano ugualmente arrivare, di pianta in pianta, nella loro destinazione finale, per essere poi in grado di produrre i risultati che si è dimostrato già da ora è possibile conseguire creando ibridi transgenici.

Fonte/i: Riken Research (Giappone), 4 aprile 2017

Autore dell'articolo: , 30 aprile 2017

Indirizzo permanente di questo articolo: https://www.agrolinker.com/?id=1739

© Riproduzione Riservata          Collegamento all'elenco dei feeds RSS di Agrolinker         

I commenti per questo articolo sono stati chiusi.

Alcuni articoli tematicamente collegati:
  1. Identificato carattere migliorabile per incrementare l'assorbimento di azoto nel riso

  2. Esperti discutono della contaminazione da fumonisina nel mais e su come evitarla

  3. Mais consociato a prato per ridurre l'erosione del suolo

  4. Nuova varietà di riso transgenico produce molta granella anche quando c'è siccità

  5. La gestione invernale del frumento è fondamentale per la produzione primaverile

Collegamento all'elenco dei feeds RSS di Agrolinker