Resistente al fuoco batterico
Le ricerche all'ETH di Zurigo e all'Istituto Julius Kühn in Germania hanno prodotto per la prima volta una mela resistente al fuoco batterico. Utilizzando l'ingegneria cis-genetica, hanno trapiantato un gene di resistenza da una mela selvatica nel genoma di una mela della varietà Gala. Il gene protegge efficacemente l'albero dall'infezione.
I frutticoltori temono il fuoco batterico. L'infezione si ripresenta di continuo e provoca danni ingenti ai meleti. Nel 2007, anno dell'ultima grave epidemia, i danni in Svizzera sono stati pari a 50 milioni di franchi. È stato necessario distruggere 250.000 alberi. Come antidoto all'agente patogeno, il batterio Erwinia amylovora, gli agricoltori utilizzano principalmente spray contenenti l'antibiotico streptomicina, un metodo controverso per salvare alberi da frutto e raccolti.
I ricercatori guidati dal patologo vegetale dell'ETH Cesare Gessler e dell'Istituto Julius Kühne in Germania hanno presentato nell'ultimo numero del "Plant Biotechnology Journal" una mela geneticamente modificata della popolare varietà Gala resistente al fuoco batterico. In una precedente pubblicazione sulla stessa rivista, i ricercatori dell'ETH avevano già presentato una pianta di Gala resistente anche alla ticchiolatura, una comune malattia fungina, grazie all'inserimento di un gene di resistenza proveniente da una mela selvatica.
Un singolo gene fornisce una protezione sufficiente
I ricercatori sono riusciti per la prima volta a identificare e isolare il gene per la resistenza al fuoco batterico in una mela selvatica e a confermare la sua funzione di gene mediatore della resistenza. Il gene porta il codice genetico di una proteina che riconosce una proteina di superficie del patogeno e, di conseguenza, innesca la reazione di difesa della pianta infetta. Questo unico gene è sufficiente a proteggere la pianta dalla malattia.
![Veduta ingrandita: giovani alberi infettati dal fuoco batterico a cui è stato impiantato un gene di resistenza respingono il patogeno. Un normale melo Gala (all'estrema sinistra) muore a causa dell'infezione. (Immagine: zVg Cesare Gessler, ETH di Zurigo)](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2014/03/resistent-gegen-feuerbrand/_jcr_content/news_content/textimage/image.imageformat.text50percent.1645871281.jpg)
Cesare Gessler e i suoi collaboratori hanno bisogno della cosiddetta ingegneria cis-genetica. I geni aggiuntivi vengono inseriti negli organismi cisgenici utilizzando i metodi biotecnologici disponibili. Tuttavia, a differenza dei cosiddetti organismi transgenici, questi non sono estranei alla specie. Piuttosto, la mela ha ricevuto solo geni da un'altra varietà di mela. Per riconoscere se il trasferimento genico è avvenuto con successo, il gene è stato etichettato con altri geni estranei. Tuttavia, i ricercatori sono riusciti successivamente a rimuovere questi geni estranei dal genoma della mela Gala, lasciando solo i geni della mela selvatica.
Presso l'istituto di ricerca Agroscope di Wädenswil e in Germania, i meli infettati con il gene di resistenza al fuoco batterico sono stati testati in serra per verificarne le proprietà di resistenza. I ricercatori hanno infettato queste piante con il fuoco batterico. Questo ha dimostrato che il gene di resistenza proteggeva efficacemente gli alberi dall'infezione.
Sviluppo per il bidone della spazzatura?
Sebbene Gessler possa ora raccogliere i frutti dei suoi anni di lavoro di ricerca e sviluppo, non crede che i frutticoltori pianteranno mai mele così cisgeniche. Da un lato, in Svizzera vige ancora una moratoria sull'ingegneria genetica, che vieta la coltivazione di organismi geneticamente modificati (OGM). Questo vale anche per le colture cisgeniche. "Inoltre, l'opposizione agli OGM in Svizzera è ancora troppo forte", afferma. Inoltre, a differenza degli Stati Uniti, in Svizzera e nell'UE l'ammissione non si basa su singoli prodotti, ma sulla tecnologia utilizzata per la riproduzione. "Se non cambiano né l'atteggiamento né la legislazione, la mela Gala cisgenica non sarà mai coltivata", riassume il patologo vegetale.
Gessler non è un integralista degli OGM che vuole far passare a tutti i costi le colture geneticamente modificate. "Tuttavia, l'uso dell'ingegneria genetica ha senso per colture come le banane, la manioca o anche le mele, che possono essere propagate con i cloni", afferma. I consumatori dovrebbero tenere presente che una mela Gala coltivata con metodo biologico viene trattata almeno 25 volte con rame e zolfo, che inquinano pesantemente il suolo, l'aria e le falde acquifere. La Gala cisgenica, che è resistente alla ticchiolatura e al fuoco batterico, non deve essere trattata in questo modo ed è quindi più ecologica di una mela coltivata con metodo biologico.
L'incrocio del gene della resistenza attraverso la selezione convenzionale, invece, richiede troppo tempo, afferma Gessler. La varietà Gala dovrebbe essere incrociata con una mela selvatica e nelle generazioni successive le caratteristiche indesiderate della mela selvatica incrociata dovrebbero essere nuovamente eliminate. Questo può richiedere molti decenni e alla fine si crea una nuova varietà.
Più geni di resistenza per la doppia sicurezza
Un altro ostacolo si frappone alla coltivazione precoce di meli cisgenici: "Il gene che è stato impiantato è già efficace, ma al patogeno basta una sola mutazione per aggirare questa resistenza. Questo può accadere molto rapidamente", sottolinea Gessler. È quindi necessario inserire altri geni di resistenza nella mela Gala cisgenica per cumulare il loro effetto. In questo modo si ridurrà esponenzialmente la probabilità che il patogeno superi la protezione contro l'infezione. Solo allora si potrà prendere in considerazione l'impianto di alberi cisgenici in campo. L'istituto di ricerca Agroscope Wädenswil continuerà la ricerca su questa resistenza multipla, poiché Gessler lascerà l'ETH nell'aprile 2014 per pensionamento.
La minaccia del fuoco batterico per le colture frutticole non è quindi scongiurata a breve termine. "Questa primavera potrebbe scoppiare di nuovo un'epidemia", avverte Gessler. Il clima caldo e piovoso poco prima della fioritura è la condizione ideale per la moltiplicazione esplosiva dei batteri che causano il fuoco batterico.
Letteratura di riferimento
Broggini GAL, Wöhner T, Fahrentrapp J, Kost TD, Flachowsky H, Peil A, Hanke M-V, Richter K, Patocchi A & Gessler C. Ingegnerizzazione della resistenza al fuoco batterico nella cultivar di mele "Gala" utilizzando il gene di resistenza FB_MR5 CC-NBS-LRR di Malus 9 robusta 5 Plant Biotechnol. J., 2014, doi: pagina esterna10.1111/pbi.12177