Miglioramento genetico: come sfruttare le banche dei semi?

Le banche dei semi (o banche del germoplasma) custodiscono moltissime varietà coltivate di specie vegetali. Oltre ad avere un inestimabile valore culturale, questi luoghi (come le altre banche dei geni) portano avanti una missione vitale: conservare la diversità genetica delle piante da cui dipende l’esistenza della nostra specie. In caso di cataclismi o guerre, queste riserve di semi possono permettere a un Paese di riprendere a coltivare le proprie terre, ma possono anche essere usati per la costituzione di nuove varietà. Un gruppo di ricercatori americani ora ha messo a punto una strategia che potrebbe permettere di sfruttare più efficacemente questa ricchezza.

 

Un tesoro poco sfruttato

Le banche dei semi sparse per il mondo sono sottoutilizzate rispetto alla creazione di nuove varietà. La ragione è semplice: con oltre 7.400.000 “accessioni” (cioè materiale vegetale catalogato), è molto difficile “filtrare” le piante migliori per cominciare un programma di miglioramento genetico.

Per tantissimi semi custoditi, infatti, molti dei tratti di interesse agronomico della pianta non sono noti e non è pensabile seminarli tutti alla ricerca dei “genitori” migliori  di una nuova cultivar con precise caratteristiche. La strada proposta dai ricercatori, guidati dal professore di agronomia Jianming Yu (Iowa State University), è usare gli strumenti della genomica predittiva, cioè analizzare il DNA alla ricerca di quei marcatori che permettono di prevedere come sarà la pianta.

 

Dai semi, al DNA, al campo…

I ricercatori hanno prima selezionato 962 accessioni di sorgo da biomassa tra le decine di migliaia conservate dallo U.S. National Plant Germplasm System e per ognuna di esse hanno identificato gli SNPs (polimorfismi a singolo nucleotide) che permettevano di dedurne il genotipo. A questo punto gli scienziati hanno selezionato un sottogruppo rappresentativo (75% della diversità genetica totale) di 299 accessioni e, con gli strumenti della genomica predittiva, hanno previsto otto tratti che avrebbero avuto le piante una volta coltivate: massa secca e umida prodotta, altezza, numero e diametro degli steli, superficie fogliare.

A questo punto bisognava verificare le previsioni, così i ricercatori hanno coltivato un totale di 138.600 piante in campi sperimentali situati in tre differenti ambienti: il profilo genetico aveva effettivamente permesso di prevedere in modo abbastanza accurato il fenotipo relativo a otto caratteri legati alla biomassa.

 

Mettere il turbo alle banche dei semi

I risultati del lavoro dei ricercatori, cominciato nel 2011, sono stati appena pubblicati sulla rivista Nature Plants. Secondo gli autori si tratta di una prova di concetto, ma dimostrerebbe che, grazie agli strumenti della genomica e della bioinformatica, è ora possibile ottimizzare lo sfruttamento del patrimonio custodito nelle banche del germoplasma.
I ricercatori dicono che «Possiamo stabilire e implementare una efficiente strategia globale per caratterizzare e sfruttare le 7,4 milioni di germoplasmi custoditi nelle banche dei geni per migliorare la produzione di cibo, la salute e la nutrizione umana, e la sostenibilità».

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