Scoperta una nuova frontiera nella genetica delle piante di riso, grazie all’identificazione di un gene che regola la crescita delle radici e dei germogli in condizioni di carenza di nutrienti. Il gene, denominato Wrinkled1a, ha dimostrato di incrementare la produttività del 24% in situazioni di bassi livelli di azoto. Questa innovazione, che potrebbe ridurre la necessità di fertilizzanti sintetici e contribuire a una maggiore sicurezza alimentare a livello globale, è stata pubblicata il 2 gennaio 2025 sulla rivista Science, a cura di un team di ricercatori dell’Università di Oxford, dell’Università di Agraria di Nanchino e dell’Istituto di genetica e biologia dello sviluppo dell’Accademia cinese delle scienze.
Risposta delle piante alla carenza di azoto
La risposta delle piante alla carenza di azoto è tradizionalmente caratterizzata da un investimento nella crescita delle radici, il che spesso compromette lo sviluppo dei germogli e la produzione di cereali. Questo equilibrio precario, che limita la produttività agricola, è controllato dal gene Wrinkled1a, il quale favorisce la ramificazione nei germogli e stimola i geni responsabili dell’assorbimento di azoto nelle radici.
Esperimenti e osservazioni sui riso
Attraverso esperimenti condotti sia in serra che in campo, i ricercatori hanno osservato che le piante di riso prive di una versione funzionale del gene perdono la capacità di crescere adeguatamente in condizioni di scarso azoto, mostrando una crescita ridotta dei germogli quando l’azoto è abbondante. Al contrario, le piante geneticamente modificate per sovraesprimere Wrinkled1a hanno mostrato una crescita robusta sia nelle radici che nei germogli, mantenendo un rapporto radice-germoglio più equilibrato anche al variare dei livelli di azoto presenti nel suolo.
Identificazione di una variante naturale del gene
Analizzando oltre 3000 cultivar di riso, il team di ricerca ha identificato una versione naturale del gene con un’espressione più forte, incrociandola con piante di riso che presentavano una variante meno efficace. Durante tre prove sul campo, realizzate nelle province cinesi di Hainan e Anhui, le piante di riso con questa variante genetica migliorata hanno dimostrato un rapporto radice-germoglio più stabile in diverse condizioni di azoto, producendo rese superiori anche con un apporto ridotto di fertilizzanti.
Risultati e prospettive future
I risultati hanno evidenziato un aumento della resa del 23,7% con un’applicazione di fertilizzanti a basso contenuto di azoto (120 chilogrammi per ettaro) e un incremento del 19,9% con fertilizzanti ad alto contenuto di azoto (300 chilogrammi per ettaro). I ricercatori hanno annunciato che il passo successivo sarà analizzare se i geni omologhi in altre colture, come il grano e il mais, possano essere utilizzati per ottenere risultati simili, aprendo così nuove possibilità per l’agricoltura sostenibile.