Università della California, Davis, i ricercatori hanno identificato un gene che consente la resistenza a un nuovo devastante ceppo di ruggine dello stelo, una malattia fungina che sta ostacolando la produzione di grano in Africa e in Asia e minacciando la sicurezza alimentare in tutto il mondo.

La scoperta del genetista del grano della UC Davis Jorge Dubcovsky e del suo team aiuterà gli allevatori a sviluppare più rapidamente varietà in grado di respingere i patogeni mortali e fermare un'epidemia mondiale di grano. I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

La ruggine del grano e dello stelo è stata in una corsa agli armamenti evolutiva per più di 10, 000 anni. Negli anni Cinquanta, una grave epidemia della malattia si è diffusa in tutto il Nord America e ha distrutto fino al 40 percento del raccolto di grano, il secondo cereale più importante al mondo dopo il riso.

Da allora, gli scienziati hanno sviluppato varietà resistenti alla ruggine per aumentare l'immunità del grano per arginare la ruggine. Ma i patogeni stanno tornando. Un nuovo ceppo della ruggine dello stelo, chiamato Ug99 dopo essere stato scoperto in Uganda nel 1999, si sta diffondendo in tutta la regione. Circa il 90% delle varietà di grano coltivate in tutto il mondo è suscettibile all'Ug99.

"Ug99 si è esteso alla maggior parte delle regioni di coltivazione del grano in Africa e ha attraversato il Mar Rosso fino allo Yemen e all'Iran, " ha detto Dubcovsky, un professore presso il Dipartimento di scienze vegetali della UC Davis e un investigatore dell'Howard Hughes Medical Institute. "Ug99 è ora alle porte della regione del Punjab, il paniere dell'Asia, e l'identificazione e l'impiego di geni di resistenza efficaci sono fondamentali per mitigare questa minaccia".

Dubcovsky e il suo team hanno identificato tre diverse forme di resistenza di Sr13, un gene del grano della pasta che è efficace contro l'Ug99 e un altro gruppo di ceppi virulenti di ruggine dello stelo dallo Yemen e dall'Etiopia. Nel 2013, Dubcovsky e altri ricercatori hanno scoperto un altro gene chiamato Sr35 che fornisce anche resistenza a Ug99. Il team è vicino all'identificazione di un terzo gene che conferisce protezione dal ceppo virulento.

Perché la genetica è importante

Per sviluppare varietà migliori, gli allevatori incrociano piante con i tratti desiderati e selezionano la prole migliore su più generazioni. Una volta identificati i geni resistenti alla ruggine dello stelo, gli allevatori possono utilizzare marcatori molecolari (regioni specifiche del DNA) per selezionare i geni nella fase del seme o della piantina. Questo accelera il processo di miglioramento delle colture.

Questi marcatori molecolari consentono agli allevatori di piramidare più geni resistenti alla ruggine dello stelo nella stessa pianta per estendere la durata della resistenza.

"Il grano fornisce una notevole quantità di calorie e proteine ​​consumate dall'uomo, " Ha detto Dubcovsky. "Speriamo che una migliore comprensione del patosistema della ruggine del grano accelererà lo sviluppo di nuove strategie per controllare questo devastante patogeno".