Il problema della coltivazione del riso
Il riso è l’alimento base per circa la metà della popolazione mondiale.
I fallimenti dei raccolti causati da agenti patogeni delle piante continuanoaggravare ulteriormente la situazione. L’agricoltura sta cercando di contrastare questo fenomeno con l’aiuto dei pesticidi. La coltivazione di piante resistenti agli agenti patogeni è l’unica alternativa a questi agenti dannosi per l’ambiente e attualmente ha solo un successo moderato. Tuttavia, se le piante sono resistenti a un agente patogeno attraverso la selezione, di solito sono più suscettibili ad altri agenti patogeni o meno resistenti a condizioni ambientali sfavorevoli.
In che modo gli scienziati risolvono il problema?
Per questo la ricerca internazionaleIl team, di cui fa parte l'Istituto di biotecnologia ambientale dell'Università di Tecnologia di Graz (TU Graz), studia da tempo il microbioma dei semi delle piante di riso per stabilire una correlazione tra la salute delle piante e la presenza di determinati microrganismi. Gli scienziati hanno recentemente fatto un grande passo avanti. Hanno trovato un batterio all'interno dei semi che può portare alla completa resistenza a un particolare agente patogeno e che si trasmette naturalmente da una generazione di piante a quella successiva. Risultati pubblicati su una rivista scientificaNatura Piante,fornire una nuova base per lo sviluppo di prodotti fitosanitari biologici e un’ulteriore riduzione delle biotossine nocive prodotte dai patogeni delle piante.
Microbioma di riso
Nella coltivazione tradizionale del risoNella provincia cinese di Zhejiang è stato osservato che un genotipo di piante di riso (cultivar Zhongzao39) talvolta sviluppa resistenza al patogeno vegetale Burkholderia plantarii. Questo agente patogeno provoca cattivi raccolti e produce anche una biotossina che può causare danni agli organi e tumori negli esseri umani e negli animali cronicamente esposti. "Finora era impossibile spiegare la resistenza sporadica delle piante di riso a questo agente patogeno", spiega Tomislav Cernava della TU Graz. Insieme alla direttrice dell'istituto, Gabriele Berg, e al suo collega dell'istituto, Peter Kusstatscher, Chernava ha studiato in dettaglio il microbioma dei semi di riso provenienti da diverse regioni di coltivazione nell'ambito della collaborazione con l'Università di Zhejiang (Hangzhou) e l'Università di Agraria di Nanjing in Cina nbsp;anche Università giapponese di Hokkaido a Sapporo.
La composizione batterica come fattore decisivo
Gli scienziati hanno scoperto che le piante resistenti hannodiversa composizione batterica all'interno dei semi rispetto alle piante suscettibili alle malattie. In particolare, i batteri del genere Sphingomonas erano significativamente più comuni nei semi resistenti. Pertanto, i ricercatori hanno isolato i batteri di questo genere dai semi e hanno identificato il batterio Sphingomonas melonis come l'agente responsabile della resistenza alle malattie. Il batterio produce un acido organico (acido antranilico), che sopprime l'azione dell'agente patogeno e lo rende quindi innocuo. “Funziona anche quando lo Sphingomonas melonis isolato viene applicato su piante di riso non resistenti. Ciò li rende automaticamente resistenti al patogeno vegetale Burkholderia plantarii», spiega Tomislav Cernava.
Inoltre, il batterio viene riparatoin alcuni genotipi di riso e viene poi trasmesso naturalmente da una generazione di piante a quella successiva. “Il potenziale di questa scoperta è enorme. In futuro potremo utilizzare questa strategia per ridurre la quantità di pesticidi nell’agricoltura e allo stesso tempo ottenere buoni raccolti”, afferma Chernava.
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Un patogeno è qualsiasi microrganismo, così come una proteina speciale, un prione che può causare uno stato patologico di un altro essere vivente.