Il cosiddetto Rice Yellow Mottle Virus (in breve: RYMV) è responsabile di elevate perdite di raccolto in Africa, in particolare tra i piccoli agricoltori. Un gruppo di ricerca dell’Università Heinrich Heine di Düsseldorf (HHU) e dell’Istituto nazionale francese di ricerca per lo sviluppo sostenibile (IRD) ha ora prodotto linee di riso resistenti alla malattia mediante l’editing del genoma. Le varietà di riso, il cui sviluppo viene descritto dal team Giornale delle biotecnologie vegetalirappresentano un passo preliminare verso la possibilità di generare varietà d’élite resistenti adattate localmente per i produttori alimentari su piccola scala in Africa.
RYMV è un virus a RNA diffuso dagli scarafaggi e tramite il contatto diretto foglia a foglia. In Africa, dove la maggior parte dei produttori coltiva appezzamenti di terreno di appena un ettaro, tra il dieci e il cento per cento dei raccolti di riso vengono regolarmente persi a causa di questo virus. Ciò lo rende un problema mortale per gli agricoltori più poveri.
Non esiste una protezione efficace contro il virus. “L’unica vera protezione è sviluppare varietà di riso che possiedano un gene di resistenza contro RYMV, che renderebbe la pianta invulnerabile”, afferma il dottor Yugander Arra, autore principale dello studio ora pubblicato su Giornale delle biotecnologie vegetali. Un gruppo di ricerca dell’Istituto di fisiologia molecolare dell’HHU (guidato dal professor Dr Wolf B. Frommer) e dell’Institut de recherche pour le développement (IRD) di Montpellier, in Francia, ha sviluppato linee di riso così resistenti.
Attualmente sono noti tre geni di resistenza; mutazioni in uno solo dei geni, chiamati RYMV1, 2 E 3, sono sufficienti per ottenere resistenza. La forma resistente rymv2 si verifica nel riso africano a scarsa resa (Oryza glaberrima) varietà. RYMV2conosciuto anche come CPR5.1, codifica per un’importante proteina dai pori del nucleo cellulare. Nella pianta modello Arabidopsis thalianala perdita dell’unica copia genetica di CPR5 si traduce in un ampio spettro di resistenza non solo ai virus, ma anche a batteri e funghi. Tuttavia, la crescita è fortemente limitata, le piante presentano lesioni spontanee e producono scarse rese. Quindi era importante verificare se rymv2 la resistenza potrebbe essere trasferita ad altre varietà di riso senza conseguenze negative.
In Africa, altre varietà di riso ad alto rendimento basate sulle specie asiatiche Oryza indica vengono utilizzati principalmente e questi non hanno il gene della resistenza. L’inserimento del gene in questione non è tuttavia un approccio particolarmente promettente poiché i discendenti di tali ibridi “interspecie” sono altamente sterili e quindi non possono riprodursi e trasmettere facilmente la resistenza.
Utilizzando il metodo di modifica del genoma CRISPR/Cas, il gruppo di ricerca ha ora dimostrato che le mutazioni del RYMV2 In una varietà di riso asiatica può essere prodotto un gene che la rende resistente al virus in modo simile alla forma africana. Nella fase successiva, l’obiettivo è quello di modificare allo stesso modo le varietà africane d’élite rilevanti per poi renderle disponibili ai piccoli produttori africani. Aiutare questi agricoltori è l’obiettivo del consorzio di ricerca internazionale “Healthy Crops”, guidato da HHU.
Background: le piante hanno meccanismi ereditari utili per la sopravvivenza nei primi giorni dell’evoluzione, ma che ora hanno maggiori probabilità di essere dannosi. Il mais ne è un buon esempio: un gene fa sì che i chicchi vengano abortiti quando prevalgono condizioni di siccità al momento della fecondazione. Questa caratteristica causata dal gene era positiva per gli antenati selvatici perenni delle odierne piante di mais, ma ha un effetto dannoso sulla resa delle piante annuali ora utilizzate in agricoltura.
La situazione è simile per il riso qui esaminato. Professor Frommer: “Questa caratteristica di resistenza è attribuibile alla perdita di una funzione genetica che non è essenziale. Se disattiviamo completamente il gene, le piante si comportano normalmente. Tuttavia, a causa della perdita della funzione genetica, sono resistenti al virus.”
La dottoressa Eliza Loo, leader del gruppo Healthy Crops, aggiunge: “Si tratta per così dire di un archetipo, che è stato utile per i suoi antenati, ma che ora porta a devastanti perdite di raccolto in periodi di siccità. Sembrerebbe opportuno disattivare questo gene e non ha effetti collaterali evidenti.”
Sorprendentemente, nessuno dei due spegne ciò che è strettamente correlato CPR5.2 gene né i due geni RYMV2 E CPR5.2 – almeno in condizioni di serra – porta a menomazioni. È anche interessante notare che la perdita di CPR5.2 non porta a RYMV resistenza. Tutto indica che la modifica del file RYMV2 Il gene rappresenta un approccio promettente per combattere la malattia del riso in Africa.
La ricerca si è svolta nell’ambito del Cluster of Excellence for Plant Research CEPLAS ed è stata finanziata nell’ambito della cattedra Alexander von Humboldt del Prof. Frommer.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com