L’editing CRISPR rende le viti più resistenti alla peronospora

Gli scienziati hanno utilizzato l’editing genetico CRISPR/Cas9 nella vite per dimostrare che un singolo gene, VvDMR6.1, può influenzare sia la resistenza alla peronospora sia la risposta della pianta alla disponibilità limitata di acqua, secondo uno studio pubblicato sulla rivista Plant Stress.

Il lavoro si è concentrato su un portinnesto di vite noto come Richter 110 e ha preso di mira un gene di suscettibilità che contribuisce a regolare l’acido salicilico, un ormone legato all’immunità delle piante. Disattivando VvDMR6.1, i ricercatori hanno rilevato di poter ridurre la vulnerabilità della vite a Plasmopara viticola, il patogeno che causa la peronospora, modificando al tempo stesso il modo in cui la pianta gestisce lo stress idrico.

Le viti editate non erano completamente immuni alla malattia, ma mostravano livelli di infezione molto più bassi rispetto alle piante non modificate. Nei test su dischetti fogliari, la gravità della malattia è diminuita nettamente in entrambe le linee editate rispetto ai controlli. Una linea editata ha mostrato infezione sullo 0,5% della superficie fogliare e l’altra sul 2,1%, contro il 28,1% delle piante di controllo.

Lo studio ha inoltre rilevato che le viti editate accumulavano più acido salicilico, soprattutto nella linea quasi completamente editata. Un risultato coerente con lavori precedenti che mostrano come i geni DMR6 agiscano da regolatori negativi dell’immunità contribuendo a mantenere sotto controllo i livelli di acido salicilico.

Ciò che ha reso questo studio particolarmente interessante è stata la seconda parte dell’esperimento. I ricercatori hanno sospeso l’irrigazione delle piante e monitorato la conduttanza stomatica, una misura di quanto siano aperti gli stomi sulle foglie, insieme all’umidità del suolo e ai livelli ormonali. Una linea editata ha reagito in modo diverso rispetto alle piante di controllo: in condizioni ben irrigate manteneva gli stomi più aperti, poi li chiudeva più rapidamente una volta che l’acqua diventava limitata.

Quella linea ha mostrato anche un aumento più marcato dell’acido abscissico, o ABA, un ormone che aiuta le piante a conservare acqua chiudendo gli stomi. I ricercatori hanno riportato una maggiore espressione dei geni coinvolti nella biosintesi dell’ABA e dei geni di difesa antiossidante in quella linea durante lo stress idrico. Secondo gli autori, questo schema suggerisce una strategia di risparmio idrico che potrebbe aiutare la pianta a reagire più rapidamente quando l’umidità diminuisce.

I risultati indicano un possibile legame tra il segnale dell’acido salicilico e quello dell’ABA nelle cellule di guardia della vite, dove gli stomi si aprono e si chiudono. Gli autori hanno affermato che le piante editate potrebbero essere “primed” per rispondere più rapidamente allo stress grazie a cambiamenti nell’equilibrio redox e nella segnalazione ormonale.

I risultati sono rilevanti per la viticoltura perché i produttori di uva devono affrontare pressioni crescenti sia dalle malattie sia dalla siccità. La peronospora resta una delle malattie della vite più costose al mondo, mentre la scarsità d’acqua sta diventando sempre più frequente in molte regioni vinicole. Selezionare o modificare viti in grado di gestire meglio entrambi questi stress contemporaneamente è diventato un obiettivo importante per i ricercatori.

Lo studio si aggiunge a un corpus crescente di lavori che indicano i geni DMR6 come bersagli promettenti in diverse colture. Modifiche analoghe in pomodoro e patata hanno migliorato anche la resistenza alle malattie e, in alcuni casi, la tolleranza alla siccità. Nella vite, studi precedenti avevano già mostrato che l’inattivazione dei geni DMR6 può ridurre la suscettibilità alla peronospora. Questo nuovo lavoro suggerisce che VvDMR6.1 possa influire anche sul modo in cui le viti gestiscono la perdita d’acqua.

I ricercatori hanno avvertito che i risultati derivano da test controllati in serra e in laboratorio, non da prove in campo nelle reali condizioni del vigneto. Hanno aggiunto che servono ulteriori studi per capire come le viti editate si comportino su diversi background genetici e in condizioni di stress combinato, come siccità seguita da pressione della malattia.

Resta il fatto che lo studio suggerisce come un solo gene possa offrire due vantaggi insieme: meno malattia e una strategia più reattiva contro la siccità.

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