Un grano antico svela i segreti genetici per rendere il grano tenero più resistente

Jul 11, 2023

Basandosi sulla reputazione del Medio Oriente come uno dei luoghi di nascita storici della domesticazione delle colture di cereali, un team guidato da KAUSTha compilato la prima mappa completa del genomadi un cereale antico conosciuto come monococco.

La sequenza lunga 5,2 miliardi di lettere fornisce una finestra sulle origini evolutive delle diverse specie di grano. Potrebbe aiutare gli agricoltori e i coltivatori a sviluppare varietà di grano tenero con maggiore resistenza alle malattie, rese più elevate e maggiore robustezza.

"Comprendendo la diversità genetica e la storia evolutiva del monococco, i ricercatori possono ora sfruttarne il potenziale per futuri sforzi di selezione e lo sviluppo di varietà di grano più resistenti e nutrienti", afferma Hanin Ahmed, uno dei primi autori dello studio ed ex studente di dottorato a KAUST.

Il monococco è uno dei cereali domestici più antichi del mondo, risalente a più di 10.000 anni fa nelle fertili regioni del Medio Oriente, dove iniziò la sua coltivazione. Conosciuto come Triticum monococcum, il monococco è consumato ancora oggi, apprezzato per il suo profilo aromatico unico e i numerosi benefici nutrizionali. Tuttavia, nel corso dei millenni, la sua importanza nella produzione alimentare globale è gradualmente diminuita man mano che la popolarità del grano tenero è aumentata vertiginosamente.

Le varietà di grano tenero generalmente producono rese più elevate, rendendole economicamente più sostenibili per l’agricoltura commerciale su larga scala. Tuttavia, rispetto ai suoi cugini selvatici, il grano tenero moderno ha una diversità genetica ridotta e molti coltivatori sono ora preoccupati su come se la caveranno le colture esistenti di fronte ai cambiamenti climatici e alle nuove minacce di malattie.

Inserisci il monococco. Poiché il grano antico ha mantenuto un pool genetico più ampio, potrebbe contenere i segreti genetici necessari per sviluppare il grano panificabile che può continuare a nutrire la crescente popolazione mondiale.

Per svelare questi segreti, un team guidato da Simon Krattinger e Jesse Poland di KAUST, ha utilizzato una combinazione di tecnologie di sequenziamento del DNA per creare assemblaggi genomici di alta qualità sia per le varietà di monococco selvatiche che domestiche.

I ricercatori avevano precedentemente ipotizzato che l’evoluzione del grano fosse un processo costante con una miscelazione limitata di diverse specie di grano. Ma, secondo Krattinger: “Le nostre analisi genomiche ora mostrano che la storia del grano è molto più complessa e ha comportato molti mescolamenti e flussi genetici tra diverse specie di grano”, incluso il farro monococco, che probabilmente cresceva in prossimità di altre varietà di grano, portando alla miscelazione del DNA tra le due specie strettamente imparentate che rimane evidente fino ad oggi.

Proprio come il genoma umano contiene sequenze dei nostri cugini di Neanderthal, così anche il moderno genoma del grano tenero è disseminato di resti del DNA del farro.

In effetti, l’introduzione dei geni del monococco in passato potrebbe aver avuto un ruolo nell’aiutare il grano tenero ad adattarsi alle mutevoli condizioni climatiche, osserva Krattinger. E se la storia ci insegna qualcosa, lo stesso potrebbe valere per il futuro, soprattutto con l’aiuto delle moderne tecniche di allevamento a guida molecolare.

"Le risorse del nostro laboratorio aiuteranno a trasferire con precisione i geni benefici dal monococco al grano tenero", afferma Krattinger.

- Il presente comunicato stampa è stato originariamente pubblicato sul sito web della King Abdullah University of Science & Technology