19 Giugno 2024

L’agricoltura biologica influisce sulla genetica delle piante

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Uno studio dell’Università di Bonn mostra come le piante di orzo soggette ad agricoltura convenzionale e quelle coltivate secondo il metodo biologico si sviluppino in modo diverso. Queste ultime sperimentano adattamenti nel materiale genetico

di Matteo Cavallito

 

Il materiale genetico delle piante può variare a seconda del metodo di coltivazione utilizzato nel lungo periodo. È quanto emerge da una ricerca condotta dall’Università di Bonn. L’indagine, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Agronomy for Sustainable Development, è durata oltre vent’anni.

“Questo esperimento a lungo termine evidenzia per la prima volta che la differenza di frequenza allelica tra le popolazioni convenzionali e biologiche è cresciuta con le generazioni successive”, si legge nello studio. “Inoltre, la popolazione adattata al metodo bio ha mostrato una maggiore eterogeneità genetica”.

L’esperimento

L’esperimento ha preso il via 23 anni fa presso l’Institute of Crop Science and Resource Conservation (INRES) dell’ateneo tedesco. “Per prima cosa abbiamo incrociato l’orzo ad alta resa con una forma selvatica per far crescere la variazione genetica”, spiega Jens Léon, docente e principale autore dello studio in una nota diffusa dalla stessa università tedesca. “In seguito abbiamo collocato le piante di queste popolazioni in due campi vicini, in modo che l’orzo potesse crescere nello stesso terreno e nelle stesse condizioni climatiche”.

Le due popolazioni sarebbero state coltivate ricorrendo a due metodi diversi: l’agricoltura convenzionale e quella biologica. Valutando l’impatto di questa scelta sul corredo genetico.

“Una frazione dei semi raccolti ogni anno è stata seminata l’anno successivo”, spiega lo studio. “Diverse generazioni, fino alla 23esima, sono state sottoposte a sequenziamento dell’intero genoma per identificare i modelli di adattamento alle condizioni ecosistemiche e climatiche negli spostamenti di frequenza degli alleli”. Inoltre, “è stata condotta un’analisi dei metadati per collegare l’aumento di adattabilità delle regioni genomiche a tratti agronomicamente correlati”.

Le piante di orzo biologico si adatterebbero meglio

L’attenzione dei ricercatori si è concentrata sugli alleli, ovvero sulle diverse varianti che si presentano all’interno di uno stesso gene (per capirci, “il gene umano responsabile del colore degli occhi esiste negli alleli ‘marrone’ e ‘blu’’”, spiegano i ricercatori). Il punto, in sintesi, è che la frequenza con cui certi alleli si presentano in una popolazione può cambiare nel corso delle generazioni. Quelli associati a caratteristiche più favorevoli per le piante all’interno di un certo ambiente, in altre parole, tendono a essere più frequenti. I test genetici condotti nel corso dello studio hanno rilevato come nei primi dodici anni la frequenza degli alleli nell’orzo fosse cambiata allo stesso modo in entrambi i campi.

Negli anni successivi, però, l’orzo coltivato con metodi biologici ha sviluppato varianti geniche relative alla struttura delle radici tali da renderlo meno sensibile al deficit di nutrienti o di acqua.

L’orzo coltivato in modo convenzionale è diventato geneticamente più uniforme nel tempo, quello biologico, invece, è rimasto più eterogeneo. Quest’ultima caratteristica si manifesta in una disponibilità più ampia di alleli diversi che possono essere quindi pensati come risorse distinte adatte a più contesti. E, come tale, favorisce la capacità di adattamento a condizioni variabili da parte della pianta.

L’importanza dell’adattamento

In sintesi, concludono gli autori, “i risultati dimostrano l’importanza di coltivare varietà ottimizzate per l’agricoltura biologica”. Adattandosi a queste condizioni, le varietà saranno più robuste e produrranno rese più elevate. Soprattutto, sottolineano gli autori, quando è possibile incrociarle con varietà più antiche o addirittura selvatiche.

“Nel contesto dei cambiamenti climatici e delle trasformazioni agronomiche, le forme selvatiche hanno apportato alleli favorevoli alla popolazione che, pertanto, potrebbero essere una fonte preziosa per lo sviluppo delle piante”, conclude lo studio.