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E' la recente scoperta di un team di ricercatori internazionale, che ha descritto il genoma del sorgo, svelando i segreti che permettono alla pianta erbacea di resistere alla siccità.
Questi nuovi risultati, pubblicati sulla rivista Nature, hanno gettato luce su una preziosa fonte di cibo, foraggio e biocarburante ed hanno importanti implicazioni per l'agricoltura nelle regioni più aride.
In tutto il mondo la produzione di sorgo è di circa 60 milioni di tonnellate all'anno, ed avviene principalmente nel nord-est dell' Africa e nelle regioni aride dell'USA e dell'India. Viene usato come base alimentare sia per l'uomo che per il bestiame, oppure coltivato come biocarburante principalmente in Cina.
Il sorgo è una delle poche piante che cresce bene nei climi aridi, ed il grano di sorgo ha più proteine e meno grassi rispetto al granoturco, ma la sua resistenza al caldo e alla mancanza d'acqua lo rende comunque più appetibile come coltura da biocarburante.
Per identificare la strategia della resistenza all'aridità, gli autori dello studio, hanno analizzato il 98% dei geni contenuti nel genoma di Sorghum bicolor (L.) Moench, una varietà di grande importanza per i paesi tropicali e sub sahariani, in quanto impiegata nell'alimentazione umana.
Il team internazionale di ricercatori ha descritto il genoma del sorgo come un piccolo genoma, formato da solo 730 megabasi, nelle quali è racchiuso il segreto della resistenza alla siccità.
Nello specifico, è stato scoperto che il sorgo usa un percorso fotosintetico chiamato C4, che lo rende particolarmente adatto ad assimilare più carbonio ad alte temperature rispetto a piante che usano il normale percorso fotosintetico C3, come il riso e il grano.
E' possibile che la comprensione del genoma del sorgo possa spianare la strada a futuri studi per modificare altre specie, specialmente la pianta del riso, per farle passare dal percorso C3 alla fotosintesi C4, aumentando così i raccolti e assorbendo più biossido di carbonio di quanto sia possibile adesso.
Il sequenziamento del genoma del sorgo infatti sta già ispirando studi comparativi con il genoma del riso, che invece era già stato sequenziato quattro anni fa. Gli studi delle fondamenta genetiche di queste preziose specie consentirà agli scienziati di sviluppare programmi di riproduzione che potenzino il rendimento delle colture.
Secondo questo studio, il piccolo genoma del sorgo à un modello allettante per studiare le erbe C4. Infatti, ricercatori sono riusciti a stabilire una figura precisa e contigua dell'intero genoma del sorgo. Più precisamente, hanno identificato alcuni geni presenti in più duplicazioni rispetto agli altri cereali, che quindi potrebbero contribuire alla capacità del sorgo di sopportare la siccità.
Principalmente si tratta di alcuni geni che codificano per enzimi metabolici. Tali geni sono presenti anche nel riso e nel mais, ma come isoforme, il che evidenzia una comune origine ancestrale.
Per l'analisi del genoma del sorgo è stata utilizzata la tecnica "shot-gut", che permette il sequenziamento di DNA con elevati pesi molecolare in tempi una volta ritenuti impossibili.
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Questo metodo prende in considerazione la natura altamente ripetitiva dei grandi genomi, come spiega il dott. Joachim Messing della Rutgers University negli USA, uno degli autori dello studio che ha sviluppato il metodo: "L'efficacia e l'utilità di questo metodo renderà più veloce e molto meno costoso il sequenziamento di altri genomi complessi in futuro.
Adesso avremo un'idea migliore di quante proprietà (come la resistenza alla siccità, lo zucchero nel gambo, o il rendimento del grano) sono criptate nei geni del sorgo. Sapere questo potrebbe permetterci di muovere lateralmente questi geni tra questi tipi di colture, per modificarle sulla base delle esigenze della posizione geografica e del clima."
Il vero valore delle informazioni genetiche delle piante sta nel tradurre questi dati in un miglioramento dei raccolti attraverso varie strategie di riproduzione.
Le informazioni che si possono estrarre dalla sequenza genomica di una pianta non sono, ovviamente, sufficienti di per sè a potenziare tratti come l'efficienza fotosintetica o la resistenza agli stress. Possono costituire, però, lo strumento più potente di cui disponiamo per scoprire modi di aumentare la quantità di alimenti ed energia prodotta dalle piante, e in questo modo far fronte alle richieste di un mondo alle prese con una popolazione sempre in crescita e con un clima imprevedibile.
(Fonti: Andrew H. Paterson et al., The Sorghum bicolor genome and the diversification of grasses, Nature 2009, 457, 551-556, Marzo 2009)
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