Il mutante pallido di orzo hus1 (happy under the sun 1) come esempio per una nuova generazione di cereali
Abstract della pubblicazione di Science Direct
Negli ultimi anni, i biologi molecolari vegetali hanno cercato di trovare nuove soluzioni per migliorare le coltivazioni agricole soprattutto se esposte a condizioni ambientali avverse come improvvisi sbalzi termici, stress idrici ed esposizioni ad elevate intensità di luce causate principalmente dai cambiamenti climatici.
Tra le nuove strategie, ancora poco studiate, troviamo l’introduzione del colore pallido nelle piante coltivate. Nella nuova ricerca pubblicata su Environmental and Experimental Botany condotto presso il dipartimento di Bioscienze dell’Università degli studi di Milano, condotto dal Professor Paolo Pesaresi, in collaborazione con il CREA Centro di genomica funzionale di Fiorenzuola, l’Università di Silesia di Katowice, l’Università di Lleida e l’Università di Düsseldorf, oltre ad una dettagliata caratterizzazione molecolare e fisiologica del mutante pallido di orzo hus1 (happy under the sun– felice sotto il sole) coltivato in condizioni di serra controllate, è stato dimostrato che le prestazioni agronomiche di queste piante, in termini di produzione totale di biomassa e resa di granella in condizioni di campo standard, sono paragonabili a quelle delle piante di controllo. La peculiarità di questa pianta è che in condizioni di luce intensa la sua performance fotosintetica risulta migliore. Diversi studi hanno mostrato come piante pallide in condizioni di alta densità di coltivazione oppure sottoposte a condizioni di luce intensa siano in grado di aumentare l’efficienza fotosintetica e l’accumulo di biomassa. Inoltre, una pianta verde chiaro rispetto ad una verde scuro è in grado di riflettere maggiormente la radiazione solare causando una riduzione di temperatura al di sotto della “canopy” delle piante, avendo potenzialmente la capacità di mitigare il clima locale. A livello molecolare il colore pallido della foglia è dovuto principalmente alla diminuzione delle clorofille, contenute nei complessi antenna dei fotosistemi, adibiti alla cattura della luce utilizzata per la fotosintesi. Il fenotipo verde pallido di hus1 è dovuto a una riduzione del 50% del contenuto di clorofilla delle foglie, a causa di un codone di stop prematuro nel gene HvcpSRP43 responsabile del caricamento delle proteine dell’antenna del fotosistema nelle membrane tilacoidi e il suo troncamento si traduce in una dimensione dell’antenna del fotosistema più piccola. I risultati sono stati discussi in termini di potenziali benefici del fenotipo hus1 e delle varianti alleliche naturali del locus HvcpSRP43, rispetto alla produttività e alla mitigazione dei cambiamenti climatici.
