Micrografie elettroniche a scansione dell'ultrastruttura epicuticolare delle foglie di bandiera raccolte da piante che avevano le teste completamente emerse. Le immagini sono state scattate da superfici adassiali e abassiali di grano primaverile "Stettler" e "Superb" coltivato in condizioni ben irrigate (controllo) e MdS. Ingrandimento = 10 000×, barra della scala = 2,5 μm. Credito:sorgente luminosa canadese
Gli scienziati della Canadian Light Source (CLS) hanno collaborato con i ricercatori dell'Università del Saskatchewan per sviluppare una nuova tecnica per esaminare la tolleranza alla siccità nel grano.
Chithra Karunakaran e il team di Karen Tanino hanno sviluppato un semplice metodo non distruttivo per lo screening di centinaia di campioni di foglie di grano in un giorno, riducendo i tempi e i costi associati ai tradizionali programmi di allevamento per selezionare le varietà per la tolleranza alla siccità. I loro risultati sono stati pubblicati nel numero di novembre di Physiologia Plantarum.
"Lo sviluppo di questi tipi di strumenti consente ai fisiologi di integrare meglio i programmi di allevamento, "dice Tanino, Professore di Scienze Vegetali presso l'U di S.
"Identificando i tratti chiave di interesse, che può essere mirato e rapidamente vagliato, possiamo consentire agli allevatori di accelerare il miglioramento delle colture".
Secondo Statistics Canada, Si prevede che la produzione di grano canadese diminuirà del 19,5% nel 2017, in parte a causa delle condizioni di siccità sperimentate nelle praterie. Man mano che le temperature globali cambiano e le precipitazioni diventano più irregolari, la siccità continuerà a contribuire ai bassi raccolti e alla perdita di produzione alimentare.
Usando la cera di una foglia di bandiera come soggetto di prova, i membri del team hanno esaminato le caratteristiche morfologiche della pianta, così come le firme chimiche, confrontando la varietà di frumento Stettler resistente alla siccità con la Superb, che è più vulnerabile alle condizioni di siccità. La foglia bandiera è l'ultima foglia che emerge durante lo sviluppo della pianta ed è fondamentale per ottenere rese elevate.
"La comunità agricola sa che la cera fogliare svolge un ruolo nella conservazione dell'acqua e funge da barriera fisica alle malattie, "dice Karunakaran, Responsabile scientifico, Scienze Ambientali e della Terra presso il CLS, "ma prima di questo non avevamo capito perché sta accadendo a livello molecolare".
Utilizzando la luce brillante prodotta al CLS, Karunakaran e il suo team sono stati i primi a collegare micro e macronutrienti nelle foglie in relazione alla loro capacità di tollerare la siccità, trovare livelli più elevati di zinco nello Stettler resistente alla siccità. Questi risultati potrebbero avere implicazioni significative per i futuri programmi di allevamento, e solleva anche domande sul ruolo dello zinco nei fertilizzanti.
Gli attuali programmi di allevamento basano la tolleranza alla siccità sui raccolti, utilizzando prove sul campo per determinare i risultati. Il nuovo metodo consentirà agli scienziati di caratterizzare le varietà resistenti alla siccità molto prima, con conseguente riduzione dei costi e portando la nuova varietà dal laboratorio al campo molto più velocemente.
Ora che metodi e protocolli sono stati stabiliti, questo progetto si estenderà a nuove varietà, eventualmente guardando altre colture come colza, consentendo agli agricoltori canadesi di rimanere competitivi in un mercato globale.
