“rimescolamento” del genoma di otto genitori una nuova popolazione

COMUNICATO STAMPA
Su “Genome Biology” lo studio coordinato da
scienziati italiani dell’Istituto di Scienze della Vita del
Sant’Anna di Pisa: 10 anni di ricerche per arrivare
alla definizione di oltre 1600 “linee”, il coordinatore
Mario Enrico Pè: “Dalla scienza passo importante
verso un’agricoltura sempre più efficiente e
sostenibile”
Dal “rimescolamento” del genoma
di otto genitori una nuova
popolazione “magica” di mais per
progettare colture più produttive e
resistenti agli stress dei
cambiamenti climatici
ROMA, 11 settembre. Dopo un decennio di incroci e di
analisi genetiche, dal rimescolamento del genoma di otto
“genitori” arriva il “progetto” per il mais del XXI secolo,
nell’ottica di un’agricoltura sempre più sostenibile e per
contribuire a rispondere alle esigenze di una popolazione
mondiale in continuo aumento. “MAGIC maize” è il nome
scelto per la popolazione composta da oltre 1600 linee
genetiche, prodotta dopo anni di ricerche da scienziati
italiani dell’Istituto di Scienze della Vita della Scuola
Superiore Sant’Anna di Pisa, che hanno coordinato il
progetto internazionale per sviluppare mais dai caratteri
altamente innovativi. La sua struttura genetica può
garantire l’individuazione, con elevata efficienza, delle
basi molecolari dei caratteri di interesse agronomico,
razionalizzando la produzione di nuovi ibridi. I primi risultati della ricerca, guidata dal genetista Mario
Enrico Pè, direttore dell’Istituto di Scienze della Vita del
Sant’Anna di Pisa, sono pubblicati oggi sulla prestigiosa
rivista scientifica “Genome Biology”, per merito di un
gruppo di lavoro internazionale, composto da istituzioni
come l’Istituto di Genomica Avanzata di Udine,
l’Università di Udine, l’Università di Bologna, l’Università
di Gent, l’Istituto di Biotecnologie delle Fiandre, il
Jackson Laboratory negli Stati Uniti, le quali hanno
condiviso in maniera sinergica competenze e
metodologie complementari, sotto la direzione degli
scienziati italiani. L’identificazione dei geni, e delle
rispettive sequenze di regolazione genica, coinvolti nella
determinazione delle caratteristiche della pianta di mais
e della sua risposta alle condizioni ambientali, fa
aumentare il livello di efficienza del miglioramento della
pianta e consente di individuarne le caratteristiche future.
La nuova popolazione, il “MAGIC maize”, permette “un
significativo salto in avanti – anticipano gli scienziati –
nella genetica del mais” e quindi nel miglioramento
complessivo delle coltivazioni. Superare l’era genomica: i vantaggi per la
coltivazione del mais. Negli ultimi dieci anni la capacità
di caratterizzare la diversità degli organismi viventi è
aumentata in maniera esponenziale, soprattutto grazie
alle tecniche di sequenziamento genomico. Mentre si
sono semplificati in maniera straordinaria l’osservazione
e l’ordinamento dei nucleotidi che compongono il DNA di
piante e di animali, resta da fare molta strada per
comprenderne la funzione biologica e il significato in
termini evolutivi. Nel mais, caratteri come la produzione,
il valore nutrizionale, la risposta a condizioni di crescita
non ottimali e ai parassiti sono tutti determinati da una
base genetica complessa. L’identificazione dei
meccanismi molecolari alla base di tali caratteri promette
di affrontare con rinnovata energia le sfide poste
dall’agricoltura moderna e rappresentate, in prima
istanza, dai cambiamenti climatici e dall’aumento della
popolazione mondiale. Identificare i geni che sottendono
a questi caratteri per il mais significa avere la possibilità
di selezionare le piante più promettenti con efficienza
molto maggiore. “MAGIC maize”, la strada che ha portato alla sua
nascita. La determinazione della diversità molecolare
rapportata alle caratteristiche fisiche misurate è la “leva”
statistica usata dagli scienziati per comprendere il ruolo
di specifiche regioni del genoma nel determinare i
caratteri di interesse agronomico, identificandone i geni.
La popolazione “MAGIC maize” sviluppata alla Scuola
Superiore Sant’Anna è il risultato di uno schema
innovativo di incroci con l’intento di unire la diversità di
otto linee divergenti di mais in una collezione di oltre
1600, i cui genomi sono un composizione “ad arlecchino”
dei genomi dei genitori. Questo obiettivo scientifico è
stato ottenuto realizzando incroci multipli tra gli otto
genitori secondo tutte le permutazioni possibili. Questo
disegno di incrocio, mutuato dalla genetica del topo e
applicato per la prima volta al mais, permette di condurre
studi di genetica con un’efficienza mai sperimentata,
unendo l’informazione proveniente dal sequenziamento
del genoma dei genitori e della loro espressione genica. “L’articolo su ‘Genome Biology’ – commenta Mario
Enrico Pè - dimostra come il team di scienziati sia stato
capace di utilizzare la popolazione ‘MAGIC maize’ per
identificare geni coinvolti nella fioritura, nello sviluppo e
nella capacità produttiva in modo efficiente e modulare.
Le conoscenze sviluppate e quelle che deriveranno
dall’impiego del ‘MAGIC maize’, rese disponibili per i
ricercatori di tutto il mondo, contribuiranno alla
progettazione del ‘nuovo’ mais, nella prospettiva di
un’agricoltura efficiente e sostenibile. Abbiamo
l’ambizione di rendere questo mais – aggiunge l’elemento centrale di una piattaforma avanzata:
attraverso questa risorsa, strati successivi di
conoscenze, che deriveranno dall’applicazione di studi
agronomici, genomici, fisiologici, bioinformatici,
convergeranno per contribuire alla costruzione del mais
del XXI secolo che potrà fornire un valiso supporto
perfino nella lotta contro le carestie, anche di quelle
provocate dai cambiamenti climatici”.
---
Dott. Francesco Ceccarelli, giornalista
Scuola Superiore Sant’Anna www.sssup.it ; www.facebook.it/
scuolasuperioresantanna ; Twitter @ScuolaSantAnna
Responsabile Funzione Ufficio Stampa, Comunicazione – Area Affari Generali
Piazza Martiri della Libertà 33 – 56127 Pisa
Tel. +39 050 883378 Cell +39 348 7703786