Le piante possono assorbire più carbonio dall’atmosfera, grazie alla ricerca genetica

Gli strumenti genetici che hanno contribuito a creare colture sempre più resilienti potrebbero aumentarne la capacità di rimozione della CO2 dall’aria

Durante la più recente edizione della conferenza ClimateTech, mi sono seduto con Pamela Ronald, una genetista botanica dell’Università della California, Davis. Pamela ha investito anni nello sviluppo di colture di riso resistenti alle inondazioni ed ha ora deciso di rivolgere la propra attenzione all’applicazione dei più moderni strumenti di gene editing per la rimozione del carbonio per mezzo dei terreni agricoli.

Genetica e piante

Gli scienziati hanno a disposizione un’ampia gamma di strumenti per influenzare la crescita delle piante. Dall’ingegneria genetica standard agli strumenti di editing genetico più sofisticati come il CRISPR, abbiamo più potere che mai di influenzare i tratti che vogliamo nelle colture.

Ma la manipolazione genetica non è nulla di nuovo. “Praticamente tutto ciò che mangiamo è stato selezionato utilizzando una sorta di strumento genetico”, ha sottolineato Ronald nella nostra intervista a ClimateTech, con poche eccezioni come mirtilli e funghi foraggiati e pesce pescato in natura.

L’allevamento selettivo e l’impollinazione incrociata sono stati utilizzati dagli agricoltori per secoli per far emergere determinati tratti piuttosto che altri loro raccolti. Nel 20° secolo, i ricercatori hanno migliorato le cose e hanno iniziato a utilizzare la mutagenesi, utilizzando sostanze chimiche o radiazioni per causare mutazioni casuali, alcune delle quali si sono rivelate benefiche.

“La cosa entusiasmante è l’ampia scelta di strumenti che abbiamo ora a disposizione”, ha spiegato Ronald

La differenza è che negli ultimi 50 anni gli strumenti genetici sono diventati molto più precisi. L’ingegneria genetica ha permesso l’introduzione di geni specifici in una pianta bersaglio. CRISPR ha permesso agli scienziati di avere un tocco ancora più fine, influenzando punti specifici nel DNA.

Il potere della precisione

Per comprendere a fondo quanto possano essere potenti gli strumenti genetici in agricoltura, basta dare un’occhiata al progetto della Ronald per lo sviluppo di un riso resistente alle inondazioni.

L’ambiente ideale per le piante di riso è l’acqua stagnante, ma la maggior parte delle varietà muore se rimane sommersa per più di tre giorni, cosa che può accadere facilmente nei terreni agricoli più vicini al livello del mare. Si stima che ogni anno vengano perse, a causa delle inondazioni, quattro milioni di tonnellate di riso, sufficienti per sfamare 30 milioni di persone, ha spiegato la Ronald.

Ronald e collaboratori hanno trovato una soluzione in un’antica varietà di riso quasi dimenticata, particolarmente resistente alle inondazioni

Utilizzando moderni strumenti genetici, tra cui uno chiamato cultura assistita da marcatori, i ricercatori sono stati in grado di introdurre il gene responsabile della tolleranza alle inondazioni, chiamato Sub1, nelle varietà di riso più comuni. In esperimenti controllati, i ricercatori hanno confrontato il riso Sub1 con varietà standard coltivando entrambi per un periodo di quattro mesi che includeva un’alluvione di due settimane. In condizioni di allagamento, il gene Sub1 ha aumentato la resa del riso del 60%.

Secondo Ronald, il successo del progetto sarebbe dovuto in particolare a chi ne ha beneficiato: alcuni degli agricoltori più poveri del mondo. Per ulteriori informazioni sul lavoro del riso resistente alle inondazioni, dai un’occhiata a questo profilo di Ronald che il mio collega James ha scritto nel 2017.

Prossimo obiettivo: rimozione del carbonio?

Ronald e io abbiamo anche discusso di un nuovo progetto su cui sta lavorando, incentrato sull’utilizzo delle colture per la rimozione del carbonio. La ricerca è guidata dall’Innovative Genomics Institute, fondato dalla vincitrice del premio Nobel e pioniera del CRISPR Jennifer Doudna.

“La tecnologia di rimozione del carbonio più efficace e sorprendente è la fotosintesi”, spiega Ronald

Le piante assorbono naturalmente l’anidride carbonica e la trasformano in composti complessi come gli zuccheri. Molti degli zuccheri prodotti nella fotosintesi vengono infine nuovamente scomposti, ritornando nell’atmosfera. Ma un po’ di carbonio rimane nel terreno, e la squadra di ricerca della Ronald vuole aiutare le piante a catturarne di più.

Il piano ha diversi obiettivi

  • Potenziaere la fotosintesi, di modo che le colture possano crescere più velocemente e assorbire più carbonio
  • Coltivare piante dalle radici particolarmente lunghe, di modo che più carbonio finisca in profondità nel sottosuolo
  • Aiutare le piante a formare associazioni con specifici batteri. Questo obiettivo è un po’ più complicato, ma alcuni batteri aiutano a mineralizzare e intrappoalre l’anidride carbonica sottoterra

Oltre a modificare gli organismi vegetali, i ricercatori seguiranno il processo del carbonio nelle piante e nell’ambiente circostante per verificare l’efficacia del progetto.

Immagine: Tuan Hoang, Pixabay

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