Incremento della produttività nelle colture attraverso l’identificazione dei percorsi molecolari e lo scambio di conoscenze
La sicurezza alimentare è una priorità mondiale. Di fronte alla crescita demografica e alla riduzione della disponibilità di terreni coltivabili a causa dei cambiamenti climatici, l’incremento della produzione alimentare è una delle prove più importanti che l’umanità dovrà sostenere in questo secolo. Il progetto ExpoSEED(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, ha affrontato questa sfida applicando nuovi approcci differenti rivolti a specie modello e di colture, al fine di comprendere il modo di aumentare la resa delle specie coltivate. «Abbiamo identificato i fattori chiave che controllano la formazione di infiorescenze e lo sviluppo dei semi in specie imparentate alla lontana, per contribuire alla realizzazione della sicurezza alimentare», sottolinea Raffaella Battaglia, coordinatrice del progetto. Il progetto rappresentava un consorzio internazionale e intersettoriale formato da nove partner provenienti da Germania, Spagna, Italia, Paesi Bassi, Argentina, Australia, Colombia, Giappone e Messico. Vi hanno partecipato scienziati del mondo accademico e operanti nelle società di sementi, che hanno lavorato insieme su diverse specie vegetali. «Tra queste specie vi sono specie modello (A. thaliana), cereali quali riso, orzo, grano tenero e duro e specie appartenenti alle famiglie di papavero, pomodoro e caffè», spiega Battaglia.
Progredire attraverso la collaborazione
ExpoSEED ha sfruttato questa esperienza complementare per trasferire conoscenze provenienti da specie differenti e accelerare la scoperta di funzioni geniche. «Questo aspetto del progetto è stato fondamentale», spiega Battaglia, «perché accelererà le scoperte di funzioni geniche in quelle specie in cui la ridondanza genetica e la mancanza di strumenti molecolari impediscono l’identificazione di geni che possono essere manipolati per migliorare la resa delle colture». Tra gli importanti risultati raggiunti da ExpoSEED, grazie all’impegno comune dei partner, vi è stata la creazione di una panoramica più completa sul controllo molecolare della formazione della frutta e dei semi. «Di particolare interesse è stata l’identificazione dei nodi molecolari che connettono i vari percorsi, in quanto rappresentano un aspetto essenziale per comprendere ciò che può essere manipolato per migliorare infine la resa e limitare lo scambio tra i componenti della stessa», osserva Battaglia. Lo studio della A. thaliana ha fornito informazioni dettagliate sulle reti molecolari che controllano gli schemi del carpello, la determinazione degli ovuli, la dimensione della frutta e la produzione di semi. «È interessante notare che siamo stati in grado di chiarire la diafonia tra i geni chiave che controllano la differenziazione dei carpelli e il metabolismo ormonale», sottolinea Battaglia. Inoltre, i partner del progetto hanno applicato una prospettiva evolutiva grazie a cui è stato possibile comprendere nel dettaglio le reti molecolari che disciplinano la formazione di fiori nelle specie appartenenti alle famiglie di papavero, pomodoro e caffè.
Molteplici vantaggi
Oltre alla pubblicazione dei risultati nelle principali riviste scientifiche sottoposte a revisione paritaria ad alto impatto, ExpoSEED ha agevolato anche il successo della collaborazione tra scienza e industria. «È stato stimolante realizzare una rete in cui le conoscenze acquisite su specie modello come la A. thaliana sono state discusse e valutate nelle colture. Ora la sfida che la fitologia si trova ad affrontare è quella di approfondire i dettagli della funzione genica per superare qualsiasi possibile “plateau” che potrebbe ostacolare il miglioramento della resa», osserva Battaglia. Il progetto è frutto di un’iniziativa di scambio di personale di ricerca e innovazione nell’ambito del programma Marie Skłodowska-Curie (MSCA-RISE). Ha fornito a ricercatori esperti e in fase iniziale la possibilità di lavorare in laboratori di alto livello, aumentare il complesso delle loro competenze e riportare le conoscenze acquisite nelle istituzioni nazionali di appartenenza, dando slancio nel contempo al loro sviluppo professionale. Inoltre, i risultati di ExpoSEED andranno a vantaggio della più ampia comunità di ricerca, attraverso la produzione di conoscenze scientifiche e nuove ipotesi attualmente in fase studio. «Nel lungo periodo, le conoscenze generate da ExpoSEED compiono un passo in avanti verso il raggiungimento della sicurezza alimentare», conclude Battaglia.
