Prospettive per l'avena resistente al clima
Decodificata la diversità genetica dell'avena
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L'avena è una coltura importante con molti benefici per la salute e diverse applicazioni. I ricercatori dell'Università Tecnica di Monaco (TUM), dell'Helmholtz di Monaco e del Leibniz-Institut of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK) hanno decodificato il pan-genoma di 33 linee di avena, mappandone l'intera diversità genetica. Questa panoramica completa fornisce una leva per la selezione di piante più resistenti e ad alto rendimento, poiché anche l'avena deve affrontare le crescenti pressioni di un clima che cambia.
Come molte colture, le varietà di avena che coltiviamo oggi devono affrontare nuove sfide: non sono adattate all'aumento delle temperature medie, alla crescente siccità e alle malattie emergenti delle piante. Per selezionare varietà in grado di tenere il passo con condizioni in rapido mutamento, la conoscenza dettagliata della loro genetica sta diventando sempre più importante.
I ricercatori del TUM, dell'Helmholtz di Monaco e dell'Istituto Leibniz di genetica vegetale e ricerca sulle piante coltivate (IPK), insieme a partner internazionali, hanno ora decodificato il pan-genoma di 33 linee di avena. Un pan-genoma rappresenta la diversità genetica totale tra le linee studiate e comprende non solo i geni presenti in tutte le piante, ma anche quelli presenti solo in alcune. I risultati del team sono stati pubblicati su Nature.
Comprendere e utilizzare la diversità genetica
Il team ha sequenziato e analizzato i genomi di linee di avena provenienti da molte regioni del mondo. Secondo i ricercatori, il pan-genoma cattura quindi un'ampia parte della diversità genetica globale dell'avena. "I nostri risultati gettano una base che ci aiuterà a identificare quali geni sono importanti per la resa, l'adattamento al clima e la salute delle piante", afferma Nadia Kamal, professoressa di Biologia vegetale computazionale alla TUM e coautrice dello studio.
I ricercatori hanno esaminato 26 varietà coltivate, tra cui le varietà autoctone e le vecchie linee di riproduzione, oltre a diverse linee selvatiche. L'inclusione di ecotipi e linee selvatiche è stata fondamentale perché la selezione moderna si è concentrata principalmente sulla resa, a volte a scapito di altri tratti che potrebbero rivelarsi vantaggiosi in futuro. Tali caratteristiche possono essere rimaste nel germoplasma più vecchio e selvatico, rendendo le piante potenzialmente più tolleranti alla siccità o alle malattie.
Un repertorio dell'attività genica
Il team del professor Kamal ha studiato come migliaia di geni siano attivi in diversi tessuti e linee di avena, rivelando la notevole capacità di adattamento e resilienza dell'avena. Le differenze nei modelli di espressione genica spesso rispecchiavano le origini geografiche delle linee, un'indicazione del fatto che le popolazioni di avena si sono adattate ad ambienti diversi attraverso una regolazione genica precisa. Sulla base di ciò, i ricercatori hanno creato un pan-trascrittoma per 23 delle linee incluse nel pan-genoma, in pratica un elenco dell'attività genica. "La combinazione del pangenoma e del pantrascrittoma apre nuove possibilità per la selezione di linee di avena ad alto rendimento e adattate a diverse condizioni climatiche", afferma Manuel Spannagl di Helmholtz Munich, coautore dello studio.
"Sebbene l'avena rappresenti una quota di mercato minore rispetto a grano, riso o mais, è importante non trascurarla nelle discussioni sui cereali resistenti al clima", aggiunge Kamal. "Un'ampia gamma di alimenti è benefica per la nostra salute e aiuta anche a prevenire potenziali carenze di raccolto in altre specie".
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