I parassiti del mais USA fanno danni per miliardi di dollari. Andando in letargo

I ricercatori dell’Università del Kentucky hanno identificato i meccanismi genetici che regolano il processo di diapausa, una strategia che consente ai parassiti del mais di resistere all’inverno

di Matteo Cavallito

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Il mais è uno dei cereali più consumati al mondo e, come tutte le colture, fronteggia ogni anno la minaccia dei parassiti. Due di loro, in particolare, costituiscono da sempre una significativa preoccupazione per gli agricoltori degli Stati Uniti: il carassio settentrionale (Diabrotica barberi, conosciuto come Northern Corn Rootworm) e il carassio occidentale (Diabrotica virgifera virgifera o Western Corn Rootworm), così chiamati in relazione alle aree di maggiore diffusione. Conoscerne i meccanismi di sopravvivenza, va da sé, rappresenta un passo fondamentale per comprenderne meglio le dinamiche e studiare strategie di contrasto.

A fornire un contributo in questo senso, di recente, è stata una ricerca dell’Università del Kentucky. Che, sostengono i suoi autori, avrebbe saputo svelare un aspetto fino a oggi sconosciuto: i meccanismi genetici che consentono a questi parassiti di resistere ai rigori dell’inverno.

L’ibernazione salva i parassiti del mais

I due patogeni, ricorda una nota dell’Università del Kentucky, causano ogni anno miliardi di dollari di danni nelle regioni agricole statunitensi. La loro arma più importante è la cosiddetta diapausa, un fenomeno simile all’ibernazione e che permette alle uova di rimanere dormienti nel suolo per diversi mesi.

In questo periodo, i processi biologici che richiedono energia sono ridotti al minimo, mentre le funzioni protettive che aiutano a sopravvivere al freddo si rafforzano.

Grazie alla sua ibernazione, l’embrione del carassio del mais può attraversare così i mesi più insidiosi per poi schiudersi quando le radici della pianta sono disponibili per essere attaccate. I parassiti, in altre parole, si adattano di fatto ai tempi della semina diventando così difficili da controllare. Da qui la necessità di comprenderne le dinamiche a livello genetico per intervenire in anticipo a tutela delle colture.

I meccanismi genetici

“I parassiti attraversano una diapausa embrionale obbligata per sincronizzare i loro cicli vitali con le piante ospiti”, si legge nella ricerca pubblicata sulla rivista Current Research in Insect Science. Nel corso dello studio, “abbiamo sequenziato i trascrittomi di entrambe le specie in cinque momenti: pre-diapausa, inizio, mantenimento, cessazione e post-diapausa”, spiegano quindi gli autori. Che aggiungono: “I nostri risultati indicano che la regolazione trascrizionale è dinamica durante la diapausa stessa”.

In questa fase, con l’arresto del ciclo cellulare, si riduce l’attività dei geni legati alla ciclina e aumenta quella delle proteine da shock termico, del proteasoma e dei geni legati al sistema immunitario.

Con la ripresa post-diapausa, prosegue la ricerca, si verifica una forte attivazione della respirazione cellulare. Le analisi trascrittomiche comparative delle due specie di carassio del mais, occidentale e settentrionale, infine, “hanno rivelato che mentre molti cambiamenti nell’espressione genica si conservano tra le specie, i profili complessivi della stessa sono distinti”.

Un passo in avanti per la difesa delle colture

Sebbene i risultati di questa ricerca non si traducano ancora in soluzioni immediate per l’agricoltura, le informazioni raccolte rappresentano un passo importante. “Questo studio fa luce sull’insieme dei meccanismi che permettono ad alcuni organismi di mettere in pausa la sinfonia degli eventi cellulari che si verificano durante lo sviluppo embrionale”, osservano ancora gli autori.

“Inoltre, i meccanismi fin qui identificati possono contribuire a ulteriori ricerche e al controllo di questo rilevante gruppo di parassiti”.

I ricercatori sperano che in futuro si possano elaborare metodi sperimentali per lo sviluppo in laboratorio di colonie di parassiti capaci di saltare del tutto o perlomeno di ridurre il periodo di diapausa. Il loro studio, quindi, consentirebbe di accelerare i test sugli insetticidi e sui metodi di controllo genetico.