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Jul 09, 2023

L'editing genetico migliora la qualità dei cereali e riduce lo stress da calore nel riso

Poiché le temperature globali continuano ad aumentare, mantenere la qualità e la resa delle colture adatte alle temperature più basse diventerà sempre più una sfida. Un raccolto noto per essere influenzato da livelli più alti

Poiché le temperature globali continuano ad aumentare, mantenere la qualità e la resa delle colture adatte alle temperature più basse diventerà sempre più una sfida. Una coltura nota per essere influenzata da temperature notturne più elevate durante la fase di maturazione è il riso, che può presentare una condizione nota come “gessosità” a causa dello stress da calore.

La gessatezza si ha quando il chicco di riso risulta meno compatto a causa della diminuita concentrazione di amido. Ciò può comportare una riduzione della resa della macinazione, della qualità della cottura e del valore di mercato complessivo.

Pubblicato un nuovo articoloin Plant Journal da ricercatori dell'Università dell'Arkansas (U of A) e della Divisione dell'Agricoltura del Sistema dell'Università dell'Arkansas, o UADA, possono offrire un rimedio sia al gesso indotto dal calore che a quello genetico. L’articolo, “La mutagenesi mirata del gene vacuolare della pirofosfatasi traslocante H+ riduce la gessosità del grano nel riso”, descrive in dettaglio come il team è stato in grado di modificare geneticamente un ceppo di riso japonica per ridurre la gessosità.

I ricercatori hanno preso di mira specificamente un gene che codifica la pirofosfatasi vacuolare H+ traslocante (V-PPasi), un enzima noto per svolgere un ruolo nell'aumento della gessosità del grano. Utilizzando la tecnologia di modifica genetica CRISPR-Cas9, il team è stato in grado di ridurre l’espressione di V-PPasi modificando un elemento promotore, che controlla quanto viene espresso.

Le linee del riso mutate hanno comportato una diminuzione della gessosità da 7 a 15 volte, a seconda del ceppo di riso, con un conseguente aumento del peso dei chicchi. I risultati hanno resistito anche con temperature notturne aumentate. Nel complesso, le linee mutate erano caratterizzate da un impaccamento più compatto dei granuli di amido e dalla formazione di chicchi di riso traslucidi (in contrasto con quelli gessosi), mostrando un chiaro miglioramento della qualità del riso.

Il processo era sufficientemente nuovo che il primo autore dell'articolo, Peter James Icalia Gann, uno studioso Fulbright del Programma di biologia cellulare e molecolare, e il coautore, Vibha Srivastava, professore presso il Dipartimento di scienze delle colture, del suolo e dell'ambiente che ha un nomina congiunta con l'U di A e l'UADA, ha depositato un brevetto provvisorio.

“Se vogliamo sostenere la vita sul nostro pianeta, è davvero importante identificare soluzioni ai problemi dei nostri sistemi alimentari che derivano dall’aumento delle temperature medie”, ha affermato Gann. “Siamo stati davvero entusiasti di condividere le nostre scoperte che hanno utilizzato l’editing genetico nel riso per migliorare la qualità del grano che rimane costante, anche in condizioni di stress termico”.

Altri coautori includevano Dominic Dharwadker, uno studente con lode in chimica e biochimica presso la U of A, nonché Sajedeh Rezaei Cherati, Kari Vinznat e Mariya Khodakovskaya del Dipartimento di Biologia dell'Università dell'Arkansas, Little Rock.

- Questo comunicato stampa è stato originariamente pubblicato sul sito web dell'Università dell'Arkansas