Liverpool, scienziati decifrano il codice genetico del grano

Gli scienziati dell’Università di Liverpool hanno decifrato il codice genetico del grano per aiutare gli allevatori ad aumentare la resa delle colture e produrre le varietà che sono più adatte ad un ambiente mutevole.

Il grano è una delle colture alimentari più importanti del mondo e rappresenta il 20% dell’apporto calorico del mondo. La produzione di grano mondiale, tuttavia, è minacciata dai cambiamenti climatici e la popolazione umana è in crescita.

La squadra di ricercatori di Liverpool, presso il Centro dell’ ateneo per la ricerca genomica, ha utilizzato nuovi metodi di sequenziamento del DNA per decodificare il genoma del grano, il che significa che gli scienziati potrebbero ottenere in un anno ciò che si sarebbe ottenuto in decenni con i metodi precedenti. Con un team del Regno Unito e collaboratori internazionali, hanno sviluppato un nuovo modo di analizzare le informazioni genetiche del grano per fornire agli allevatori gli strumenti necessari per applicare la ricerca ai programmi di coltura.

Finanziata dalla Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) e pubblicata sulla rivista Nature, l’analisi di oltre 90.000 geni, aiuterà gli allevatori a produrre grano che sarà più forte di fronte alle sollecitazioni delle malattie e della siccità.

Il professor Neil Hall, dell’Istituto dell’Università di biologia integrativa e autore principale della ricerca, ha dichiarato: “Il frumento ha un genoma grande e complesso, forse il genoma più complesso da sequenziare fino ad oggi. Sebbene il genoma non sia stato completamente decodificato. Ora abbiamo una strumentazione in grado di leggere centinaia  di volte più velocemente  rispetto ai sistemi che sono stati utilizzati per la sequenza del genoma umano finora.

“Questa tecnologia può essere applicata anche ad altri genomi come quello della canna da zucchero, una coltura biocarburante importante”.

Al fine di comprendere le variazioni dei geni del grano e la loro relazione gli uni con gli altri, gli scienziati, in collaborazione con i colleghi dell’Istituto di Bioinformatica e Systems Biology, in Germania, hanno confrontato la sequenza genetica di geni noti come quelli del riso e dell’orzo. I partner del Cold Spring Harbor Laboratory e dell’Università della California, negli Stati Uniti, hanno anche confrontato le sequenze più semplici dei genomi degli antenati del grano.

Questo ha permesso alla squadra di raccogliere i dati in modo che gli scienziati e gli agricoltori li possano utilizzare in modo efficace per la produzione di nuove varietà di grano che mostrano tratti specifici adatti a sopravvivere in ambienti diversi. La squadra ha lavorato con il John Innes Centre per individuare le differenze genetiche tra le varietà, che sono stati sviluppate da scienziati dell’Università di Bristol come punti di riferimento nel genoma per aiutare gli allevatori delle colture a migliorare il grano coltivato nel Regno Unito.

Il dottor Anthony Hall, presso la Facoltà di biologia integrativa e co-autore della ricerca, ha dichiarato: “Comprendere le informazioni genetiche del grano e allineare i propri dati in una forma che gli allevatori delle colture possano utilizzare, contribuirà a sviluppare grano che ha particolari caratteristiche agricole, come la resistenza alle malattie e tolleranza alla siccità.

“L’identificazione di marcatori genetici nel genoma aiuterà gli allevatori ad accelerare il processo di miglioramento genetico del grano e integrare i tratti multipli in un unico programma di allevamento. Questa ricerca sta contribuendo ai lavori in corso per affrontare il problema della scarsità di cibo globale”.

Il professor Douglas Kell, delegato esecutivo della BBSRC, ha dichiarato: “Di fronte alle perdite di grano di quest’anno e alle preoccupazioni per l’impatto sui prezzi per i consumatori, questo importante passo avanti nella nostra comprensione del genoma del grano non poteva arrivare in un momento migliore. Questa strategia moderna è una componente chiave per la sicurezza alimentare e per sostenere gli allevatori dando strumenti per la produzione di varietà più robuste con rendimenti più elevati. “