Migliorare la resistenza ai funghi delle colture

Per garantire che ci sia abbastanza cibo per una popolazione mondiale in rapida crescita, le piante coltivate devono produrre di più da un’area agricola in diminuzione. I raccolti possono essere migliorati rendendo le colture più resistenti ai parassiti e ai patogeni, e meno sensibili agli stress ambientali causati dal cambiamento climatico.

Il progetto DURABLE RESISTANCE (Comprendere i fattori che influiscono sulla durata dei geni di resistenza nelle colture), finanziato dall’UE, ha usato la canola e un patogeno fungino come modello per comprendere in che modo la resistenza alle malattie in una coltura può smettere di funzionare.

In una strategia evolutiva di difesa e contro-difesa, le piante e i funghi hanno co-evoluto dei geni corrispondenti che consentono ai funghi di attaccare e alle piante di difendersi dalla malattia. Ad esempio, i funghi hanno dei geni di avirulenza (avr) che producono delle proteine chiamate effettori, che consentono al fungo di infettare una pianta.

Le piante, nel frattempo, hanno sviluppato dei geni di resistenza (R) che riconoscono il corrispondente gene avr del fungo per innescare il sistema di difesa della pianta. Modificando rapidamente i suoi geni avr, i funghi possono evitare il riconoscimento da parte dei geni R della pianta, portando a un’avaria nella resistenza della pianta.

Questo è accaduto alle colture di canola in Australia nel 2003, quando il paese ha subito una diffusa avaria della resistenza durante un’epidemia fungina. Durante lo studio della genetica del fungo che sconfigge la resistenza, i ricercatori hanno scoperto che le mutazioni nei suoi geni avr rendevano il patogeno “invisibile” alle difese delle piante.

Per contrastare una simile avaria, DURABLE RESISTANCE ha mostrato che la resistenza potrebbe essere migliorata aggiungendo geni R secondari minori durante la selettocoltura. Questi geni minori da soli non conferiscono la resistenza, ma impediscono al fungo di sviluppare un metodo per interrompere la resistenza del gene R.

I ricercatori hanno inoltre scoperto che l’ambiente ha un’influenza su quanto durevole e stabile è la resistenza. In un mondo che si riscalda, è preoccupante vedere che i geni R sono meno efficaci a temperature alte mentre gli effettori fungini possono soffocare meglio le difese dell’ospite.

Infine, DURABLE RESISTANCE ha scoperto le proteine che si legano agli effettori fungini e che potrebbero essere usate nei programmi di selettocoltura per migliorare la resistenza nella canola e in altre colture. Il lavoro di questo progetto aiuterà a prevenire future epidemie fungine nelle piante coltivate.