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Migliorare l’assorbimento dei fosfati da parte delle colture

La mancanza di fosforo limita i raccolti del 40 % del terreno coltivabile in tutto il mondo, anche in Europa. Un’iniziativa finanziata dall’UE ha studiato in che modo è possibile migliorare l’uso dei fosfati da parte delle colture.
Migliorare l’assorbimento dei fosfati da parte delle colture
Il fosforo è un elemento essenziale per la crescita delle piante e partecipa a una moltitudine di funzioni. La scarsa disponibilità di fosforo inorganico (Pi) è uno dei limiti principali in molti sistemi agricoli a basso input in tutto il mondo. Per questo motivo il progetto IMPACT (Improved millets for phosphate acquisition and transport), finanziato dall’UE, si è proposto di incrementare l’efficienza dell’uso dei fosfati del panico (Setaria italica).

Diverse famiglie di proteine trasportatrici di membrana conosciute come PHt1 sono coinvolte nell’assorbimento del Pi dal terreno e nella sua distribuzione nella pianta. IMPACT ha caratterizzato il PHt1 della S. italica per scoprire se il livello di espressione o affinità per il sostrato fosse un metodo efficiente per aumentare l’efficienza dell’uso del fosfato.

Un totale di 54 diversi genotipi di S. italica sono stati coltivati su un mezzo inerte privo di nutrienti (perlite) e nutriti con una soluzione contenente livelli ora alti ora bassi di Pi. È stata fatta un’approfondita fenotipizzazione delle piantine per entrambi i livelli di Pi. Il genotipo ha mostrato una buona variazione fenotipica nei livelli sia alti che bassi, e il genotipo 1851 ha mostrato la migliore risposta a un basso livello di Pi.

Sono stati analizzati anche i raccolti di semi delle diverse varietà di S. italica facendole crescere in terreni naturali con alti o bassi livelli di Pi. Sono stati analizzati una serie di tratti delle piante e il genotipo 663 ha mostrato la migliore reazione a un terreno con un basso livello di Pi. Il genotipo 1851, che ha prodotto i migliori risultati nelle serre, si è comportato bene anche nei campi.

I ricercatori hanno usato 26 semplici marcatori di sequenza di panico per trovare il polimorfismo genetico e rilevare il marcatore associato all‘efficienza dell’uso dei fosfati tra questi genotipi. In generale, il marcatore SIGMS4692 si è dimostrato il più significativo marcatore per i tratti associati alla tolleranza a un basso livello di Pi nella S. italica.

Il panico è stato trasformato anche con i membri della famiglia selvatica PHt1 e mutanti selezionati e ne è stato testato il rendimento in diverse condizioni di presenza di fosforo. I trasportatori SiPHT1;2 e SiPHT1;7 hanno mostrato la crescita più alta, vicina a quella ottenuta con un controllo positivo PHO84 a bassi livelli di Pi.

Gli studi molecolari condotti da IMPACT aiuteranno a migliorare l’efficienza dell’uso dei fosfati nella S. italica e a migliorare i raccolti di altre colture, permettendo così un’agricoltura sostenibile con un minor uso di fertilizzanti con fosfati sintetici.

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Keywords

Fosfati, colture, fosforo inorganico, panico, Setaria italica, PHt1