La scoperta può aumentare la resa di un raccolto che nutre mezzo mondo — ScienceDaily

Prove sul campo su piccola scala in Cina hanno dimostrato che la varietà di riso di nuova creazione, sviluppata attraverso l’editing del genoma di un gene appena scoperto, ha mostrato sia rese elevate che resistenza al fungo che causa una grave malattia chiamata rice blast. Il riso è una coltura essenziale che nutre metà della popolazione mondiale.

Guotian Li, un co-autore principale dello studio, ha inizialmente scoperto un mutante noto come mutante mimico della lesione mentre lavorava come borsista post-dottorato nel laboratorio di Pamela Ronald alla UC Davis. Ronald è co-autore principale e Distinguished Professor presso il Dipartimento di Patologia Vegetale e il Genome Center.

“È un bel passo avanti che il suo team sia stato in grado di migliorare questo gene, rendendolo potenzialmente utile per gli agricoltori. Questo lo rende importante”, ha detto Ronald.

Le radici della scoperta sono iniziate nel laboratorio di Ronald, dove hanno creato e sequenziato 3.200 ceppi di riso distinti, ciascuno con diverse mutazioni. Tra questi ceppi, Guotian ne ha identificato uno con macchie scure sulle foglie.

“Ha scoperto che il ceppo era anche resistente alle infezioni batteriche, ma era estremamente piccolo e con una bassa resa”, ha detto Ronald. “Questi tipi di mutanti ‘mimici delle lesioni’ sono stati trovati prima, ma solo in pochi casi sono stati utili agli agricoltori a causa della bassa resa”.

Lavorare con CRISPR

Guotian ha continuato la ricerca quando è entrato a far parte della Huazhong Agricultural University di Wuhan, in Cina.

Ha usato CRISPR-Cas9 per isolare il gene correlato alla mutazione e ha utilizzato l’editing del genoma per ricreare quel tratto di resistenza, identificando infine una linea che aveva una buona resa ed era resistente a tre diversi agenti patogeni, incluso il fungo che causa l’esplosione del riso.

Nelle prove sul campo su piccola scala piantate in appezzamenti ricchi di malattie, le nuove piante di riso hanno prodotto una resa cinque volte superiore rispetto al riso di controllo, che è stato danneggiato dal fungo, ha detto Ronald.

“Blast è la più grave malattia delle piante nel mondo perché colpisce praticamente tutte le regioni di coltivazione del riso e anche perché il riso è un raccolto enorme”, ha detto Ronald.

Applicazioni future

I ricercatori sperano di ricreare questa mutazione nelle varietà di riso comunemente coltivate. Attualmente hanno ottimizzato questo gene solo in una varietà modello chiamata “Kitaake” che non è ampiamente coltivata. Sperano anche di colpire lo stesso gene nel grano per creare grano resistente alle malattie.

“Molti di questi mutanti mimici delle lesioni sono stati scoperti e in qualche modo messi da parte perché hanno una resa bassa. Speriamo che le persone possano dare un’occhiata ad alcuni di questi e vedere se possono modificarli per ottenere un buon equilibrio tra resistenza e alto rendimento”, ha detto Ronald.

Anche Rashmi Jain con il Dipartimento di Patologia Vegetale e Genome Center della UC Davis ha contribuito alla ricerca, così come gli scienziati della BGI-Shenzhen, della Huazhong Agricultural University, della Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, della Northwest A&F University e della Shandong Academy of Agricultural Sciences, Cina; il Lawrence Berkeley National Laboratory e l’UC Berkeley; l’Università di Adelaide, Australia; e l’Università di Bordeaux, Francia.

La ricerca nel laboratorio Ronald è stata sostenuta dalla National Science Foundation, dal National Institutes of Health e dal Joint Bioenergy Institute finanziato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.