Uno studio dell'Università di Adelaide ha scoperto che i percorsi molecolari regolati da un gene tradizionalmente utilizzato per controllare il comportamento della fioritura del grano potrebbero essere alterati per ottenere rese maggiori. La ricerca è stata pubblicata su Current Biology .
Il gene si chiama Fotoperiodo-1 (Ppd-1) e viene utilizzato regolarmente dagli allevatori per garantire che le colture di grano fioriscano e facciano maturare i chicchi all'inizio della stagione, evitando le dure condizioni dell'estate. Tuttavia, ci sono degli svantaggi noti.
"Sebbene questa variazione avvantaggi la produttività del grano allineando l'impollinazione e lo sviluppo del grano con condizioni ambientali più favorevoli, penalizza anche la resa riducendo il numero di cimette e spighette che portano il grano che si formano sull'infiorescenza del grano", afferma il dottor Scott Boden, a Future Fellow presso la Scuola di Agricoltura, Alimentazione e Vino dell'Università di Adelaide.
Esaminando i geni la cui espressione è influenzata da Ppd-1, il gruppo di ricerca del dottor Boden ha scoperto due fattori di trascrizione che possono essere modificati per influenzare il numero e la disposizione delle spighette che portano il grano che si formano su una spiga di grano, così come i tempi della spiga. emergenza.
"L'eliminazione di un fattore di trascrizione, chiamato ALOG1, aumenta la ramificazione sia nel grano che nell'orzo, che normalmente formano infiorescenze non ramificate, e suggerisce che questo gene potrebbe essere un importante regolatore delle spighe non ramificate nella famiglia delle colture delle Triticeae", afferma il dott. Boden .
"Le conoscenze acquisite informeranno gli allevatori sui bersagli genetici di Ppd-1, per i quali possiamo utilizzare la diversità genetica per progettare genotipi che potrebbero produrre risultati migliori."
Il gruppo di ricerca del dottor Boden sta ora portando avanti il proprio lavoro con prove sul campo presso il Research Enclosure dell'Università per testare le prestazioni delle linee geneticamente modificate in condizioni sul campo.
Casualmente, i ricercatori tedeschi hanno scoperto un effetto simile per i fattori di trascrizione ALOG1 nell'orzo, che fornisce indizi interessanti sull'evoluzione delle infiorescenze non ramificate del grano e dell'orzo, rispetto a quelle del riso e del mais che mostrano modelli di ramificazione più elaborati.
L'Australia è il maggiore esportatore mondiale di grano e nel 2022 ha prodotto 36.237.477 tonnellate di raccolto:il raccolto annuale più grande mai registrato nel paese.
"Il grano contribuisce per il 20% alle calorie e alle proteine della dieta umana, e gli scienziati e gli allevatori devono trovare modi per aumentare la resa del grano del 60-70% entro il 2050 per mantenere la sicurezza alimentare per la crescente popolazione globale", afferma il Dr. Boden.
"Studi come il nostro sono particolarmente importanti perché forniscono un elenco di bersagli genetici che possono essere utilizzati con nuove tecnologie, come la trasformazione e l'editing genetico, per generare nuova diversità che può aiutare a migliorare la produttività delle colture.
"Prevediamo che la nostra ricerca porterà a ulteriori scoperte di geni che controllano lo sviluppo delle spighette e dei fiori nel grano e, così facendo, favorirà lo sviluppo di strategie per migliorare il potenziale di rendimento del grano."
Ulteriori informazioni: Adam Gauley et al, Photoperiod-1 regola il trascrittoma dell'infiorescenza del grano per influenzare l'architettura delle spighette e il tempo di fioritura, Current Biology (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.029
Informazioni sul giornale: Biologia attuale
Fornito dall'Università di Adelaide
