Lo studio dei muschi e dei loro geni come strategia per aumentare la produttività delle piante coltivate

Consentire alle piante di crescere anche in condizioni di ombra, per aumentare la produttività e fare fronte alla crescente richiesta di cibo che l’aumento demografico mondiale inevitabilmente porterà.

Questo l’obiettivo dello studio pubblicato su Nature Plants, finanziato dalla Commissione europea all’interno del progetto S2B (Solar to Biomass) e condotto dal dipartimento di Biotecnologie dell’ateneo scaligero, in collaborazione con la Palacký University di Olomouc (Repubblica Ceca), la University of Groningen, (Paesi Bassi) e la University of Turku (Finlandia).

Si stima che nel 2050 la popolazione mondiale aumenterà fino ad arrivare a 10 miliardi di abitanti o più. La domanda mondiale di cibo raddoppierà mentre la quantità di terreni coltivabili pro-capite diminuirà a causa della desertificazione di larghe aree. L’unica soluzione possibile è di aumentare la produttività dei raccolti per ettaro”, spiega Roberto Bassi, docente di Fisiologia Vegetale al dipartimento di Biotecnologie, l’autore corrispondente dell’articolo. “Per farlo, abbiamo studiato i muschi che sono capaci di crescere nel sottobosco a luce molto bassa, interrotta da flash di luce intensa al movimento delle fronde degli alberi sovrastanti rispetto alla posizione solare. Abbiamo cercato di capire come i muschi si proteggano in queste condizioni, che risultano tossiche per le altre piante, e scoperto che ciò avviene attivando dei geni che codificano per delle proteine “speciali” (chiamate LHCB9.1 e LHCB9.2), le quali aumentano la capacità di assorbire fotoni, equilibrando l’assorbimento di energia. Condizioni di squilibrio causano invece un corto-circuito con l’ossigeno e la foto-inibizione, che diminuisce la produttività”.

Trovati i geni coinvolti, si sta ora procedendo a introdurli nelle piante coltivate in modo che possano rendere meglio nei campi quando sono coltivate ad alta densità. I muschi sono antenati delle piante attuali le quali, nella loro evoluzione, hanno perso i geni in questione, abituandosi a crescere in piena luce evitando l’ombreggiamento reciproco.

“L’agricoltura moderna ha bisogno di alta densità”, prosegue Bassi, “ma per crescere a questa condizione le piante attuali hanno bisogno di recuperare i geni della loro tradizione che permettevano loro di crescere anche all’ombra. Questi sono solo due dei molti geni dei muschi che possiamo utilizzare per trovare soluzioni per migliorare le nostre piante”.

Il lavoro è stato condotto nel laboratorio di Fotosintesi e Bioenergie del dipartimento di Biotecnologie dell’ateneo da Bassi, Luca Dall’Osto, docente di Fisiologia vegetale nel dipartimento, Alberta Pinnola e Alessandro Alboresi, che oggi sono ricercatori rispettivamente nelle università di Pavia e Padova, con la collaborazione di altri ricercatori europei che hanno fornito dati ottenuti con strumentazioni non disponibili nel nostro ateneo.




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