Notizia

Jun 14, 2023

Chiamatelo un ritorno: il laboratorio Warnell è pioniere del processo che offre alle castagne una possibilità di combattere

On a patch of land in Central New York last year, researchers collected more

L’anno scorso, su un pezzo di terra nel centro di New York, i ricercatori hanno raccolto più di 11.000 castagne.

Ma queste noci non verranno assolutamente tostate sul fuoco. Verranno invece ripiantati e testati per verificare la presenza di un gene specifico, l'ossalato ossidasi, o OxO, che conferisce agli alberi la resistenza alla peronospora del castagno.

Il viaggio per ripiantare i miliardi di castagni perduti negli ultimi 100 anni, quando il fungo arrivò in Nord America insieme a un castagno asiatico, è ancora lungo. Ma si tratta di un progresso maggiore di quello fatto da generazioni grazie alla tecnologia a livello cellulare, ai partenariati di ricerca e a una tecnica per riprodurre embrioni di castagno geneticamente identici sviluppata dagli scienziati della Warnell School of Forestry and Natural Resources dell'Università della Georgia.

Si scopre che i castagni sono un gruppo schizzinoso.

Quando iniziarono a soccombere alla peronospora agli inizi del 1900, gli scienziati tentarono prima di attaccare l'agente patogeno, Cryphonectria parasitica. Gli scienziati tentarono anche di incrociare i castagni autoctoni con varietà asiatiche, ma questi alberi, anche se mostravano una certa resistenza alla peronospora, non persistevano mai nella foresta.

Con l’evoluzione della tecnologia, gli scienziati hanno esplorato nuovi modi di coltivare le castagne. A Warnell negli anni '80, il professor Scott Merkle iniziò a studiare l'embriogenesi somatica per clonare campioni prelevati da alberi sopravvissuti scoperti in natura. Questi alberi vivevano abbastanza a lungo da produrre noci, che venivano raccolte e utilizzate per avviare le colture. Intorno al 1989 ha messo a punto il processo: l'embriogenesi somatica inizia con un embrione seme di una noce. Viene clonato per creare migliaia di nuovi embrioni geneticamente identici, che proliferano finché non ricevono il segnale di completare il loro sviluppo in embrioni maturi. Sono questi embrioni somatici che germinano e diventano piantine.

A quel tempo, gli scienziati non sapevano quali geni avrebbero potuto essere utilizzati per aiutare le castagne a combattere la peronospora. Merkle pensava che le colture di tessuti, se perfezionate su questi alberi esigenti, avrebbero potuto aiutare in futuro.

"Lo vedeva come uno strumento per fare due cose", ha detto Dayton Wilde, professore presso l'UGA College of Agricultural and Environmental Sciences che ha lavorato nel laboratorio di Merkle come associato post-dottorato. "Un obiettivo per la trasformazione genetica - senza nemmeno sapere quali geni potrebbero esserci là fuori, ma sapendo che potrebbe esserci un gene di resistenza che potrebbe diventare disponibile e che doveva esserci un modo per inserirlo - e in secondo luogo, una volta ottenuto un albero con Se si migliora la genetica, è necessario farne molte copie. È possibile effettuare la propagazione di massa attraverso l'embriogenesi."

Più o meno nello stesso periodo, gli scienziati del College of Environmental Sciences and Forestry (SUNY-ESF) dell'Università statale di New York stavano tentando di inserire geni nella nuova crescita sui germogli. Era come se i laboratori contenessero i pezzi dello stesso puzzle. Mentre Merkle lavorava per far crescere embrioni somatici in piantine come veicolo per nuovi geni, i ricercatori SUNY-ESF Bill Powell e Chuck Maynard stavano sperimentando nuovi geni, ma non riuscivano a farli prendere piede nelle piante.

"A quel tempo, avevamo un buon sistema di trasformazione genetica per lavorare con colture embrionali di pioppo giallo e in un certo senso lo abbiamo adattato per il castagno. Scott è stato davvero il primo a sviluppare un sistema di embriogenesi somatica per il castagno", ha detto Wilde. "In quel periodo, anche SUNY-ESF era interessata al restauro del castagno e voleva collaborare con Scott in questo senso."

Maynard aveva reclutato il ricercatore post-dottorato Zizhuo Xing, che ha contribuito a collegare insieme i pezzi del puzzle: ha applicato il protocollo somatico di Merkle per lavorare con le colture embrionali.

In un'intervista del 2019, Powell di SUNY-ESF ha rilasciato per la Templeton World Charity Foundation, ha descritto la connessione che ha stabilito tra l'acido ossalico e la peronospora del castagno: il fungo utilizza l'acido ossalico per attaccare l'albero, ma se riesci a far crescere un albero che distrugge l'acido ossalico acido, in teoria non è più suscettibile alla peronospora.

Utilizzando un processo batterico naturale per inserire il gene OxO nelle cellule coltivate in laboratorio, sono stati in grado di coltivare castagne con un livello di resistenza simile alle castagne asiatiche.