Gli scienziati cinesi hanno sviluppato una generazione di "linee di patate pure e fertili" con tecnologie di modifica del genoma in un risultato rivoluzionario.
L'esperimento, guidato da Huang Sanwen, un ricercatore dell'Agricultural Genomics Institute di Shenzhen (AGIS) nell'ambito dell'Accademia cinese delle scienze agrarie (CAAS), ha utilizzato la progettazione del genoma per trasformare l'allevamento di patate da una modalità lenta e non iterativo. Il loro studio, intitolato "Progettazione del genoma della patata ibrida", è stato pubblicato online in una delle principali riviste accademiche del mondo, Cella, di giovedì.
A differenza di altre colture, la patata, il raccolto di tuberi viene propagato per clonazione piuttosto che per seme. Di conseguenza, la coltivazione delle patate deve affrontare una serie di problemi, tra cui lunghi cicli di riproduzione, bassa efficienza di riproduzione, malattie e attacchi di parassiti, ha detto Huang, direttore generale dell'AGIS, a China Media Group (CMG). Inoltre, a causa della complessità del suo genoma, il miglioramento genetico della patata e il processo di allevamento sono molto lenti, ha aggiunto Huang.
Molte varietà di patate ampiamente coltivate in tutto il mondo hanno centinaia di anni. Tuttavia, una varietà che dura più di cento anni non significa che sia perfetta. Al contrario, "è difficile riprodursi e le persone non riescono a coltivare un sostituto", ha detto a The Paper Zhang Chunzhi, primo autore del documento di ricerca e membro dell'AGIS. Per affrontare le sfide della coltivazione delle patate, Huang e il suo team hanno avviato il "Piano Upotato" nel 2015, con l'obiettivo di sostituire la riproduzione vegetativa con semi ibridi tramite la progettazione del genoma e migliorare la velocità di riproduzione delle patate e l'efficienza di riproduzione.
“Dobbiamo prima risolvere il problema dell'autoincompatibilità, ovvero che le patate non producono semi dopo l'autoimpollinazione. Attraverso la selezione dei materiali e l'editing genetico, abbiamo affrontato con successo il problema e prodotto semi", ha affermato Huang. “Nel frattempo, abbiamo anche scoperto come migliorare la salute e la resa delle piante. Con la progettazione del genoma, abbiamo eliminato le mutazioni dannose, aggregato i geni buoni e infine coltivato la varietà di patate chiamata 'Upotato NO. 1.' Dopo i test, ha mostrato prestazioni eccellenti.” Secondo il CAAS, la ricerca è la prima applicazione al mondo del "design del genoma" nell'allevamento di patate.
I loro colleghi internazionali hanno riconosciuto il lavoro del team. "Questo lavoro è molto importante perché è importante per nutrire il pianeta", ha affermato Sofin Kamon, membro dell'Accademia europea delle scienze. “Quello che hanno fatto il professor Huang e il suo team è stato essenzialmente reinventare la patata. Hanno reinventato il raccolto quasi da zero. La patata ibrida e la tecnologia della patata ibrida sono davvero sorprendenti in termini di portare il raccolto di patate nell'era moderna della coltivazione delle piante".
Una prova promettente
Lo scorso novembre, nella provincia dello Yunnan, nella Cina sudoccidentale, è stata condotta una sperimentazione della patata "Upotato n. 1". L'output è risultato essere ben oltre le aspettative questo febbraio. "La resa delle patate ibride di prima generazione era vicina alle 3 tonnellate per mu (circa 45 tonnellate per ettaro), che equivale alla resa delle migliori varietà di patate della regione", ha detto Zhang a CMG. "Ora abbiamo bisogno solo di 2 grammi di semi di patate per una terra da un mu, rispetto ai 200 chilogrammi di patate da semina precedenti, il che riduce notevolmente i costi di impianto". Per il prossimo passo, i ricercatori rafforzeranno la ricerca e lo sviluppo tecnologico, per prepararsi all'industrializzazione dei semi di patate, ha aggiunto Zhang.
“La patata è una coltura per il clima fresco. La temperatura in primavera, estate e autunno è troppo alta nel sud della Cina per la coltivazione delle patate, mentre la stagione invernale nelle aree montuose meridionali e nella maggior parte delle altre regioni della Cina è adatta alla crescita delle patate", ha affermato Xiong Xingyao, vicepresidente di Potato Professional. Comitato sotto il Società cinese di scienza delle colture. “Il 'Piano Upotato' ha risolto il problema del trasferimento dei tuberi-seme tra le diverse regioni. Se possiamo utilizzare i campi invernali inattivi nel sud della Cina, potrebbe effettivamente aiutare a risolvere il problema della sicurezza alimentare in Cina", ha affermato Xiong.