Introdurre la variazione genetica nelle colture di riso per proteggerle dai cambiamenti climatici e dalle infestazioni da parassiti
L’aumento globale della temperatura avvenuto nel corso degli ultimi 50 anni ha provocato un aumento della salinizzazione, fenomeno che ha colpito in particolare le zone costiere a causa dell’innalzamento del livello del mare e della maggiore scarsità di acqua. La salinità influenza la crescita e la riproduzione della pianta del riso, incidendo negativamente sulla produttività di questo cereale. Allo stesso tempo, il trattamento dell’acqua di mare si è rivelato la strategia più efficace per combattere le specie di lumaca mela del genere Pomacea, che mangiano i semi piantati e le piantine di riso nelle risaie, comportando perdite di decine di miliardi di euro ogni anno.
Introdurre la variazione genetica nelle colture di riso
Per superare l’impatto negativo del trattamento dell’acqua di mare nella lotta alla lumaca mela, mitigando al contempo gli effetti della salinizzazione dell’acqua dovuta ai cambiamenti climatici, gli scienziati del progetto NEURICE, finanziato dall’UE, hanno sviluppato alcune varietà di riso commerciali. «Il nostro obiettivo era ottenere linee di riso che fossero tolleranti allo stress abiotico (salinità) e biotico (lumaca mela)», spiega Salvador Nogués Mestres, coordinatore del progetto. NEURICE ha riunito esperti di diverse aree scientifiche, quali biotecnologia, fisiologia vegetale, sviluppo delle coltivazioni e dell’agricoltura, elettrofisiologia e segnalazione cellulare. I partner hanno selezionato un carattere di tolleranza al sale, detto Saltol, da una varietà indiana tradizionale di riso chiamata Pokkali, nota per essere una delle varietà più tolleranti al sale a livello mondiale. Successivamente, l’hanno retroincrociata attraverso diversi cicli con vari ceppi di riso spagnoli, francesi e italiani di alto livello, selezionando al contempo i ceppi discendenti che mantenevano la regione genomica di tolleranza al sale, una strategia non OGM nota come introgressione. La tolleranza alla salinità di queste piante discendenti è stata valutata mediante test idroponici in condizioni di serra controllate. Allo stesso tempo, gli scienziati hanno approfondito i principali meccanismi coinvolti nel controllo della tolleranza alla salinità a livello molecolare, cellulare e di pianta intera, sequenziando centinaia di varietà di riso per scoprire nuovi geni legati alla tolleranza al sale. «Introgredire un carattere in soli due anni è molto difficile e, per quanto ne sappiamo, abbiamo sviluppato il più rapido protocollo di selettocoltura mediante retroincroci di sempre», afferma con entusiasmo Nogués. Gli scienziati hanno analizzato oltre 70 marcatori di DNA in ciascuna generazione, allo scopo di selezionare gli individui con la più elevata percentuale di varietà del genoma europeo, mantenendo al contempo gli alleli asiatici della tolleranza al sale. Inoltre, un rivoluzionario metodo di selettocoltura rapida che si avvale di una tecnica in vitro per il recupero degli embrioni, ha costretto gli embrioni di riso immaturi a germinare con un mese in anticipo, consentendo di ottenere tre generazioni all’anno. In questo modo, i ricercatori hanno introdotto con successo una regione cromosomica effettuando la selettocoltura nel modo più veloce possibile, evitando tuttavia di impiegare tecnologie transgeniche. Un aspetto importante da sottolineare è che queste nuove varietà di riso tolleranti al sale hanno mantenuto le caratteristiche richieste per l’ambiente naturale regionale. Nella primavera 2021, le prime varietà europee registrate di Saltol tolleranti al sale verranno commercializzate a uso degli agricoltori.
Il futuro delle varietà di riso tolleranti al sale
Nel contesto odierno, in cui l’Europa produce due terzi del riso consumato al suo interno, per una quantità superiore ai 3 milioni di tonnellate l’anno, mantenere la salute delle colture di riso è fondamentale per l’agricoltura e la sicurezza alimentare. I ricercatori hanno scoperto nuovi geni e alleli che possono ora essere sfruttati per migliorare l’adattamento delle varietà di riso europee alle nuove condizioni imposte dai cambiamenti climatici, come maggiore salinità, temperature più elevate e minore disponibilità di acqua. Secondo Nogués: «Il risultato più significativo del progetto è stato quello di sensibilizzare gli agricoltori europei sul parassita della lumaca mela, e su come evitarne la diffusione nelle principali zone di risicoltura europea». L’introduzione di queste nuove varietà europee di riso tolleranti al sale può portare all’eradicazione della lumaca mela in tutta Europa mediante il trattamento dell’acqua di mare. Ciò si ripercuoterà positivamente su ambiente e contesto socio-economico, senza dover ricorrere a strategie chimiche meno efficaci e altamente contaminanti. Le conoscenze acquisite nel corso di NEURICE su come produrre queste nuove varietà di riso tolleranti al sale, la scoperta di nuovi geni che determinano la tolleranza al sale e le stesse nuove varietà contribuiranno allo sviluppo della risicoltura europea e del settore della coltivazione del riso. Congiuntamente al miglioramento di pratiche di gestione quali un uso razionale dell’acqua e l’attuazione di sistemi di monitoraggio a distanza della salinità, questi aspetti faranno progredire la risicoltura in modo significativo.
Parole chiave
NEURICE, riso, salinità, trattamento dell’acqua di mare, lumaca mela, variazione genetica, tolleranza al sale, introgressione
