Mais, scoperto gene collegato a radici più profonde e a migliore crescita

Un'ampia variazione dell'angolo di crescita delle radici della pianta di mais è stata scoperta dai ricercatori. Angoli di crescita più ripidi sembrano permettere un miglior assorbimento dell'azoto (credito: HannahSchneider/Penn State)

Un gene alla base della regolazione dell’angolo di crescita delle radici del mais è stato scoperto da un team di ricercatori dell’Università Statale della Pennsylvania. Questa nuova scoperta potrebbe permette colture con radici più profonde e con una capacità grande di acquisire azoto.
Il gene in questione è denominato ZmCIPK15 ed è stato scoperto quando ci si è accorti che in una linea della pianta di mais caratterizzata da una crescita delle radici con angoli più ripidi questo gene non era presente.

I ricercatori hanno usato una tecnica denominata studio di associazione dell’intero genoma. Si tratta di una tecnica basata sulle analisi statistiche di varianti genetiche nel genoma di diverse linee di pianta in modo che si possano comprendere quali sono quei geni che sono collegati ad un determinato tratto.
Secondo quanto spiega Jonathan Lynch, professore di scienze delle piante nella Facoltà di Scienze Agrarie delle università americana, esiste un problema enorme per quanto riguarda il mais: il maggior costo relativo alla coltivazione di questa pianta sta nell’utilizzo della fertilizzante azotato. Più della metà di questo fertilizzante, infatti, non viene assorbito dalla pianta di mais e quindi risulta sprecato. Anzi, si introduce nelle profondità del terreno e comincia ad inquinare anche le acque sotterranee. Parte di questo fertilizzante si introduce anche nell’atmosfera sotto forma di protossido d’azoto.

I ricercatori hanno esaminato quasi 500 linee di piante di mais provenienti dal Sudafrica osservando una grande variazione per quanto riguarda gli angoli delle radici e dunque la loro crescita. Hanno compreso, in questo modo, l’importanza del gene ZmCIPK15. Questo gene, infatti, può provocare un notevole cambiamento nella crescita della radice di questa pianta, in particolare un cambiamento di circa 10° nell’angolo della crescita della radice.

“Insieme a una maggiore acquisizione di azoto profondo, ci aspettavamo di vedere che l’angolo di crescita più ripido delle radici dei mutanti cipk15 avrebbe comportato prestazioni migliori in caso di siccità, ma nei nostri esperimenti non si è tradotto in un miglioramento dello stato idrico delle piante”, spiega Hannah Schneider, ex borsista post-dottorato nel laboratorio di Lynch, oggi ricercatrice presso l’Università di Wageningen. “Tuttavia, ciò potrebbe essere dovuto solo al fatto che abbiamo difficoltà a simulare le condizioni di siccità in Pennsylvania”.

Si tratta di risultati che suggeriscono che eliminando un solo gene dalla pianta di mais si possono ottenere radici più profonde ed un assorbimento più efficiente dell’azoto. Questo permetterebbe di ridurre i costi della produzione di mais, anche in quei paesi dell’Africa dove questo raccolto rappresenta una parte importante dell’apporto nutritivo della popolazione.

Note e approfondimenti

  1. Root angle in maize influences nitrogen capture and is regulated by calcineurin B‐like protein (CBL)‐interacting serine/threonine‐protein kinase 15 (ZmCIPK15) – Schneider – – Plant, Cell & Environment – Wiley Online Library (IA) (DOI: 10.1111/pce.14135)

Articoli correlati

Condividi questo articolo

Data articolo