Il gene che migliora l'efficienza d'uso dell'acqua nel melo

Si prevede che il cambiamento climatico aggraverà l'incidenza della siccità, rendendo la tolleranza delle piante a tale sfida ambientale un tratto chiave per molte specie. Il deficit idrico causa gravi perdite di raccolto per numerose colture, incluso il melo (Malus domestica).

La Cina domina la produzione globale di mele, perché ha la maggiore superficie di coltivazione ed è il più grande esportatore di frutta fresca. La provincia di Shandong, nella zona di Bohai Bay, e la provincia dello Shaanxi, sull'altopiano di Loess, sono le due principali regioni di coltivazione delle mele, contribuendo a quasi il 50% della produzione cinese con circa 20 milioni di tonnellate. Tuttavia, la siccità è il principale fattore limitante per i frutteti nella provincia dello Shaanxi, pertanto in Cina identificare i geni coinvolti nella regolazione dell'efficienza dell'uso dell'acqua (WUE, water use efficiency) in condizioni di siccità è diventato l'obiettivo principale per i programmi di selezione varietale.

"Abbiamo coltivato piante di mele transgeniche 35S:MhYTP2 con un deficit idrico moderato a lungo termine (80 giorni) allo scopo di valutare le loro prestazioni in termini di WUE e di indagare sul meccanismo potenzialmente coinvolto nella loro tolleranza alla siccità - spiegano i ricercatori della Northwest A & F University di Yangling (Cina) - Abbiamo caratterizzato l'MhYTP2, un gene clonato da Malus hupehensis che codifica per una proteina legante l'RNA, per esaminare il suo ruolo nel WUE. In condizioni sia di buona irrigazione sia di siccità. La sovra-espressione di questo gene ha potenziato il WUE nelle piante transgeniche, che hanno accumulato più biomassa delle piante selvatiche non transgeniche".

Questo aumento in WUE è probabilmente dovuto sia al miglioramento del tasso fotosintetico e dell'assorbimento radicale di acqua sia a una riduzione dell'apertura stomatica indotta dal livello elevato di ABA (acido abscissico) e dalla via di segnalazione dell'etilene attivata. Il gene MHYTP2 è risultato prevalentemente espresso nelle radici del melo.

"Nei nostri esperimenti di innesto-v concludono i ricercatori - abbiamo notato con interesse che il tasso di fotosintesi, il WUE istantaneo e il potenziale idrico radicale erano più alti quando le piante 35S:MhYTP2 venivano utilizzate come portainnesto, anziché come nesto. I nostri risultati hanno indicato che il gene MhYTP2 ha un ruolo più cruciale nelle radici rispetto alle parti aeree della pianta, e ciò implica che questo gene possa essere usato per migliorare il WUE attraverso i portainnesti di melo e, potenzialmente, con i portainnesti di altre colture idonee all'innesto".

Fonte: Changhai Liu, Tianli Guo, Na Wang, Qian Wang, Yangchun Xue, Minghui Zhan, Qingmei Guan, Fengwang Ma, 'Overexpression of MhYTP2 enhances apple water-use efficiency by activating ABA and ethylene signaling', 2019, Environmental and Experimental Botany, Vol. 157, Pag. 260-268.


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