L'Uganda è il secondo principale paese produttore di banane al mondo, con un raccolto annuo di circa 10,5 milioni di tonnellate; il consumo medio giornaliero pro capite di banane in Uganda varia da 0,61 a oltre 1,6 kg (uno dei più alti al mondo).
Purtroppo, il diffondersi dell'avvizzimento batterico del banano causato da Xanthomonas campestris pv. musacearun (detto BXW, Banana Xanthomonas Wilt) ha provocato perdite economiche di circa 2-8 miliardi di dollari nell'arco degli ultimi dieci anni; inoltre la sostanziale riduzione della produzione ha causato significativi aumenti di prezzo delle banane.
Il BXW è stato originariamente individuato in Etiopia e successivamente identificato per la prima volta in Uganda nel 2001; rilevazioni sono state poi effettuate nella Repubblica Democratica del Congo, in Ruanda, Kenya, Tanzania e Burundi. La malattia batterica è molto distruttiva e colpisce tutte le varietà di banano coltivate.
Dal momento che il patogeno continua a diffondersi e a devastare le coltivazioni africane e che non esistono agro-armaci o agenti biologici in grado di controllarlo, è emersa una richiesta crescente di varietà resistenti al batterio.
Sulla rivista Nature Biotechnology sono stati pubblicati i risultati di una prova di campo in Uganda su banane transgeniche resistenti alla malattia BXW.
Per la creazione di piante transgenische sono stati individuati nel peperone due potenziali geni (Hrap e Fplp) , in grado di indurre nel banano la resistenza al BXW. In altre colture, entrambi i geni si sono rivelati efficaci nell’indurre la resistenza contro batteri patogeni come Erwinia, Pseudomonas, Ralstonia e Xanthomonas spp.; la sovraespressione dei geni Hrap e Fplp ha dimostrato di fornire resistenza contro vari batteri patogeni anche in tabacco, pomodoro, orchidee, calla, e riso transgenico. Tuttavia, nessuna di queste piante transgeniche è stata saggiata per la resistenza alle malattie in condizioni di campo.
Per lo studio in Uganda, sono state generate piante transgeniche di due cultivar di banane, 'Sukali ndiizi' (gruppo AAB) e 'Nakinyika' (gruppo AAA). Inizialmente sono state create linee che esprimevano solo uno dei due geni, successivamente le migliori 65 linee resistenti (40 linee con il gene Hrap e 25 linee con gene Pflp) sono state valutate in campo per la resistenza a X. campestris pv. musacearum per due cicli colturali consecutivi.
I ricercatori hanno inoculato con il batterio le piante transgeniche e non-transgeniche (=controllo) in fase di pre-fioritura: tutte le piante non transgeniche hanno manifestato i sintomi della malattia fino al completo avvizzimento della pianta, mentre le piante transgeniche non hanno presentato alcuna sintomatologia, manifestando una resistenza all'infezione significativamente superiore, che è variata nelle diverse linee transgeniche da parziale a totale a seconda del livello di espressione genica e dell'attività inibitoria della proteina transgenica.
E' ormai risaputo che gli agenti patogeni possono evolvere e superare i meccanismi di difesa delle piante, pertanto per ritardare o impedire questo fenomeno, gli scienziati hanno cercato di inserire i due geni insieme nella stessa linea al fine aumentare la resistenza e rendere quindi la pianta più durevole.
Nelle figure, il confronto fra piante transgeniche e non-transgeniche dopo inoculo con BXW. (a) Piante transgeniche non presentano sintomatologia; (b) Piante non-transgeniche presentano disseccamento delle foglie dopo inoculo; (c) Piante colpite presentano casco di frutta marcio; (d, e) sezione trasversale del pseudo stelo e dei frutti delle piante transgeniche non presentano sintomatologia; (f, g) sezione trasversale del pseudo stelo e dei frutti delle piante non-transgeniche presentano sintomatologia; (h) casco di frutta delle piante transgeniche non presentano sintomi esterni; (i) casco di frutta delle piante non-transgeniche presentano una maturazione precoce.
Anche in questo caso, le piante transgeniche inoculate non hanno presentato sintomi di infezione, e, indipendentemente dalla resistenza alla malattia, non si sono differenziate dalle piante non transgeniche sia alla fioritura sia in termini di resa (peso del caso di banane e dimensione del frutto). Le piante transgeniche resistenti presentavano solo una zona necrotica localizzata nel punto di inoculo, in cui le cellule batteriche sono morte in seguito alla risposta di difesa da parte dei 2 geni, la cui azione ha impedito la moltiplicazione del batterio e la sua diffusione alle altre parti della pianta. Questa reazione necrotica è altamente specifica e determina la morte immediata del patogeno e quindi l’impossibilità per il patogeno di colonizzare la pianta.
Le proteine Hrap e Pflp non sono considerate allergeni e dovrebbero essere sicure per il consumo umano; infatti sono presenti in altri alimenti, quali gli ortaggi come il peperone, che vengono consumati anche crudi.
Questo studio ha dimostrato per la prima volta che è possibile controllare l'infezione batterica BXW su piante di banano saggiando e coltivando direttamente in campo piante transgeniche.
Fonte: "Field trial of Xanthomonas wilt disease-resistant bananas in East Africa", September 2014, Nature Biotechnology, Vol. 32(9), pag. 868-870. http://www.nature.com/nbt/journal/v32/n9/full/nbt.3007.html