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venerdì 23 ottobre 2015

Dal gene di Strampelli una mano alla lotta al brusone del riso

di Sergio Salvi


Il sintomo tipico da brusone fogliare (fonte: Università di Pavia)
Lr34 è uno dei pochissimi geni di frumento finora individuati e caratterizzati che conferisce resistenza durevole alle ruggini (fogliare, striata e dello stelo, rispettivamente dovute a Puccinia triticina, Puccinia striiformis e Puccinia graminis), ma anche resistenza parziale o tolleranza a diverse altre malattie, come l’oidio (Blumeria graminis), la maculatura fogliare (Bipolaris sorokiniana) e il nanismo giallo dell’orzo (BYDV).


Questo gene espleta la sua particolare azione di resistenza alle ruggini mediante un meccanismo che comporta il rallentamento dello sviluppo dell’agente patogeno prolungandone il periodo di  latenza nell’ospite vegetale e riducendone la capacità infettiva. Si tratta di una sorta di “presa in giro” dell’ospite indesiderato da parte del padrone di casa, che prima lo fa accomodare a tavola, ma invece di farlo pranzare gli passa solo l’antipasto, che però dura più del dovuto e non permette mai al patogeno di banchettare come si deve a spese della pianta (una sorta di “contento e coglionato” del mondo vegetale).
La beffarda azione del gene Lr34, verso la quale il patogeno non riesce a prendere delle adeguate contromisure, va avanti da almeno un secolo, ossia da quando Nazareno Strampelli introdusse Lr34 per la prima volta nel frumento migliorato grazie al famoso “incrocio a tre vie” Wilhelmina/Rieti//Akakomugi. Da questo incrocio nacquero le celebri “razze elette”, alle quali appartenevano anche le varietà Ardito e Mentana, largamente impiegate nei programmi di miglioramento genetico del frumento attuati a partire dal Secondo dopoguerra da tutti i principali Paesi produttori del cereale. In questo modo, Lr34 è arrivato fino ai nostri giorni nelle varietà “moderne” di frumento e ora, grazie alla transgenesi, se ne sperimenta la capacità di conferire altre forme di resistenza in altre specie vegetali d’interesse agrario.
Così, dopo averne dimostrato la parziale efficacia verso la ruggine e l’oidio nell’orzo, questa volta il “solito” gruppo di ricerca internazionale guidato da Beat Keller (Università di Zurigo) e Evans Lagudah (CSIRO - Australia), che già molti lavori ha pubblicato sulla caratterizzazione genetico-molecolare di Lr34, ha mostrato come questo gene, inserito nel genoma del riso, sia in grado di apportare resistenza parziale verso diversi ceppi di Magnaporthe oryzae, agente eziologico del temibile brusone (rice blast), affezione tra le più gravi e diffuse in questo cereale.
Il risultato è estremamente interessante perchè dimostra come un gene, che nel frumento conferisce resistenza ad alcune specifiche patologie (peraltro assenti nel riso), possa essere in grado, una volta trasferito in un’altra specie, di rendersi utile nella lotta verso malattie completamente differenti.
Il riso dispone di oltre 90 geni di resistenza specifica al brusone - che però vanno progressivamente perdendo la loro efficacia - e solo di pochissimi geni di resistenza ad ampio spettro. Appare pertanto di fondamentale importanza, per questo cereale, la possibilità di espandere le proprie difese contro il brusone avvalendosi anche di geni provenienti da altre specie.


Bibliografia

Krattinger S.G., Sucher J., Selter L.L., Chauhan H., Zhou B., Tang M., Upadhyaya N.M., Mieulet D., Guiderdoni E., Weidenbach D., Schaffrath U., Lagudah E.S., Keller B., 2015. The wheat durable, multipathogen resistance gene Lr34 confers partial blast resistance in rice. Plant Biotechnol Journal, doi: 10.1111/pbi.12491. 
Risk J.M., Selter L.L., Chauhan H., Krattinger S.G., Kumlehn J., Hensel G., Viccars L.A., Richardson T.M., Buesing G., Troller A., Lagudah E.S., Keller B., 2013. The wheat Lr34 gene provides resistance against multiple fungal pathogens in barley. Plant Biotechnology Journal, vol. 11, pp. 847-854.
Salvi S., Porfiri O., Ceccarelli S., 2013. Nazareno Strampelli the prophet of the green revolution, The Journal of Agricultural Science (Cambridge), vol. 151, pp. 1-5.




Sergio Salvi
Laureato in Scienze Biologiche presso l’Università di Camerino, nel corso della sua attività di ricercatore si è occupato di genetica lavorando presso Enti di ricerca pubblici e privati. Attualmente svolge attività di ricerca e divulgazione storico-scientifica su tematiche riguardanti il settore agroalimentare e la genetica agraria in particolare (biografia storico-scientifica di Nazareno Strampelli, origine ed evoluzione delle varietà tradizionali di frumento e del concetto di prodotto tipico, recupero di varietà agrarie d’interesse storico).

2 commenti:

  1. E non solo brusone nel riso, ma anche ruggini e NCLB (Northern Corn Leaf Blight) in mais: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27734576

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  2. E pure ruggini e antracnosi nel sorgo:
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28301718

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