Una ricerca condotta presso l'Università di Tel Aviv contribuirà a rivoluzionare l'agricoltura e a rafforzare la sicurezza alimentare globale.Il gruppo di ricerca, coordinato dal Prof. Nir Ohad del Dipartimento di Biologia Molecolare ed Ecologia delle Piante, Direttore del Centro Manna per la sicurezza alimentare presso l'Università di Tel Aviv, in collaborazione con il team del Prof. Ralf Reski, Capo del Dipartimento di Biotecnologie delle Piante presso l'Università di Friburgo, in Germania, ha isolato un gene homeobox che attiva il meccanismo di propagazione asessuata delle piante. Questa scoperta, che mette in luce il passaggio evolutivo delle specie acquatiche a terrestri è anche probabile che possa rivoluzionare l'agricoltura e la sicurezza alimentare in modo significativo.
I risultati dello studio, che ha avuto inizio già 10 anni fa, sono stati pubblicati lo scorso 18 gennaio sulla rivista Nature Plants.
Spiega il Prof. Ohad: "Le piante si riproducono alternando una generazione a riproduzione sessuata (= piante che producono gameti dette gametofiti) a una generazione a riproduzione asessuata (= piante che producono spore dette sporofiti). Dopo anni di ricerca, abbiamo individuato e descritto i geni che innescano lo sviluppo dello sporofito, mentre l'espressione genica dello sviluppo del gametofito resta ancora un enigma".
"Dalle osservazioni condotte sul muschio Physcomitrella patens, abbiamo dimostrato che la sovraespressione del gene homeobox BELL1 induce la formazione dell'embrione e successivamente la formazione di sporofiti diploidi riproduttivi da cellule specifiche del gametofito senza fecondazione. I nostri risultati identificano il gene BELL1 come regolatore master per la transizione da gametofito a sporofito in P. patens e forniscono spunti meccanicistici sull'evoluzione di embrioni che possono generare sporofiti diploidi multicellulari. E proprio questo meccanismo che 500 milioni di anni fa ha facilitato la colonizzazione della terra da parte delle piante che costituiscono i nostri ecosistemi attuali."
I ricercatori sperano che questo nuovo studio possa fornire un importante passo in avanti per comprendere la formazione di embrioni senza fecondazione. Secondo il Prof. Ohad, abbiamo ancora molto da imparare circa il processo attraverso il quale durante lo sviluppo di embrioni vi sia il meccanismo di divisione di una singola cellula e che caratterizza tutte le piante terrestri di oggi.
L'obiettivo di ottenere una rapida riproduzione delle piante che possiedono le caratteristiche agronomiche (resa produttiva, resistenza alle malattie, ecc.) e qualitative-organolettiche dei frutti è il sogno delle aziende sementiere. La creazione di semi identici consentirà di conservarli a lungo termine, di distribuirli agli agricoltori in modo sostenibile, rafforzando in modo significativo la sicurezza alimentare nel mondo.
Fonte: Nelly A. Horst, Aviva Katz, Idan Pereman, Eva L. Decker, Nir Ohad, Ralf Reski, 'A single homeobox gene triggers phase transition, embryogenesis and asexual reproduction', Nature Plants, January 2016, Article No. 15209. DOI: 10.1038/NPLANTS.2015.209
Contatti:
Nir Ohad
Department of Molecular Biology and Ecology of Plants, Tel-Aviv University
Tel-Aviv 69978, Israel
Email: niro@tauex.tau.ac.il
Ralf Reski
BIOSS – Centre for Biological Signalling Studies
79104 Freiburg, Germany
Email: ralf.reski@biologie.uni-freiburg.de