La tecnica dell'allevamento veloce semina i semi di una nuova rivoluzione verde

La nuova tecnologia pionieristica è destinata ad accelerare la ricerca globale per il miglioramento delle colture in uno sviluppo che riecheggia la Rivoluzione Verde del dopoguerra.

La piattaforma di allevamento di velocità sviluppata dai team del John Innes Centre, Università del Queensland e Università di Sydney, utilizza una serra o un ambiente artificiale con illuminazione potenziata per creare intensi regimi diurni per accelerare la ricerca di colture più performanti.

Usando la tecnica, il team ha ottenuto la generazione del grano da seme a seme in sole 8 settimane. Questi risultati appaiono oggi in piante naturali .

Ciò significa che ora è possibile coltivare fino a 6 generazioni di grano ogni anno, un triplo rispetto alle tecniche di allevamento a navetta attualmente utilizzate da allevatori e ricercatori.

Dr Brande Wulff del John Innes Centre, Norwich, un autore principale sulla carta, spiega perché la velocità è essenziale:

"A livello globale, affrontiamo un'enorme sfida nell'allevamento di colture più produttive e più resistenti. Essere in grado di attraversare più generazioni in meno tempo ci consentirà di creare e testare più rapidamente combinazioni genetiche, alla ricerca delle migliori combinazioni per ambienti diversi."

Per molti anni i tassi di miglioramento di diverse colture di base sono in stallo, portando a un ostacolo significativo nella ricerca di nutrire la crescente popolazione globale e affrontare gli impatti del cambiamento climatico.

Allevamento veloce, dice il dottor Wulff, offre una potenziale nuova soluzione a una sfida globale per il 21° secolo.

"La gente ha detto che potresti essere in grado di ciclizzare le piante velocemente, ma sembreranno piccoli e insignificanti, e metti solo pochi semi. Infatti, la nuova tecnologia crea piante che hanno un aspetto migliore e sono più sane di quelle che utilizzano condizioni standard. Un collega non poteva crederci quando ha visto i risultati per la prima volta".

L'eccitante svolta ha il potenziale per classificare, in termini di impatto, accanto alle tecniche di allevamento a navetta introdotte dopo la seconda guerra mondiale come parte della rivoluzione verde.

Il dottor Wulff prosegue dicendo:"Mi piacerebbe pensare che tra 10 anni si potrà entrare in un campo e indicare piante i cui attributi e tratti sono stati sviluppati utilizzando questa tecnologia".

Questa tecnica utilizza ambienti di crescita completamente controllati e può anche essere scalata per funzionare in una serra standard. Utilizza luci a LED ottimizzate per favorire la fotosintesi in regimi intensivi fino a 22 ore al giorno.

Le luci a LED riducono notevolmente i costi rispetto alle lampade a vapori di sodio che sono state a lungo ampiamente utilizzate ma sono inefficaci perché generano molto calore ed emettono luce di scarsa qualità.

Il team internazionale ha anche dimostrato che la tecnica di allevamento veloce può essere utilizzata per una serie di colture importanti. Hanno raggiunto fino a 6 generazioni all'anno per il grano tenero, grano duro, orzo, pisello, e ceci; e quattro generazioni per la colza (una forma di colza). Si tratta di un aumento significativo rispetto alle tecniche di allevamento commerciali ampiamente utilizzate.

Allevamento veloce, quando impiegato insieme alle tecniche convenzionali basate sul campo, può essere uno strumento importante per consentire progressi nella comprensione della genetica delle colture.

"L'allevamento veloce come piattaforma può essere combinato con molte altre tecnologie come l'editing genetico CRISPR per ottenere il risultato finale più velocemente, " spiega il dottor Lee Hickey dell'Università del Queensland.

Lo studio mostra che tratti come le interazioni con i patogeni delle piante, forma e struttura della pianta, e il tempo di fioritura possono essere studiati in dettaglio e ripetuti utilizzando la tecnologia.

La tecnologia di allevamento veloce è stata accolta con favore dai coltivatori di grano che sono diventati i primi ad adottarla.

Ruth Bryant, Patologo del grano presso RAGT Seeds Ltd, Essex, UK, ha dichiarato:"Gli allevatori sono sempre alla ricerca di modi per accelerare il processo di immissione sul mercato di una varietà, quindi siamo davvero interessati al concetto di allevamento veloce. Stiamo lavorando a stretto contatto con il gruppo del Dr Wulff presso il John Innes Center per sviluppare questo metodo in un contesto commerciale".

Dottor Allan Rattey, un coltivatore di grano con la società australiana Dow AgroSciences, ha utilizzato la tecnologia per allevare il grano con tolleranza alla germinazione pre-raccolta (PHS), un grave problema in Australia.

"Il controllo ambientale per un efficace screening PHS e il lungo tempo impiegato per passare attraverso diversi cicli di selezione ricorrente sono stati i principali colli di bottiglia. La piattaforma di selezione rapida e mirata ha portato grandi guadagni per entrambe queste aree di interesse".