Primo esperimento svizzero in campo aperto con l’orzo, modificato con la tecnica CRISPR/Cas9
Zurigo-Reckenholz, 15.02.2024 - Agroscope ha ottenuto dall’Ufficio federale dell’ambiente l’autorizzazione a procedere a un esperimento in campo aperto con l’orzo primaverile. L’esperimento, incentrato su un gene dell’orzo disattivato mediante una nuova tecnica di selezione, intende dimostrare se questo metodo consentirà di aumentare la resa. L’esperimento inizierà nella primavera del 2024 nel sito protetto di Reckenholz (Zurigo) e durerà tre anni.
Il gene CKX2 è coinvolto nella regolazione della formazione dei semi. La disattivazione di questo gene con la nuova tecnica di selezione (editing del genoma mediante CRISPR/Cas9) aumenta la resa in riso e colza (v. di seguito «Dal riso all’orzo»).
Cooperazione internazionale
I ricercatori della Freie Universität Berlin hanno scoperto che nell’orzo sono presenti due copie leggermente diverse di questo gene. In serra le linee di orzo, in cui le due copie sono state rese non funzionali in collaborazione con gli scienziati del Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK), hanno prodotto un maggior numero di chicchi per spiga. Agroscope, insieme ai ricercatori della Freie Universität Berlin, studia ora queste piante di orzo nel sito protetto per rispondere, tra l’altro, alle seguenti domande:
- Le piante producono un maggior numero di chicchi per spiga anche in campo aperto e questo si traduce in una maggiore resa?
- Devono essere disattivate entrambe le copie di geni o una è sufficiente?
- La disattivazione di una o di entrambe le copie di geni modifica altre proprietà in campo aperto oltre alla resa?
Nessun materiale genetico estraneo
I ricercatori hanno disattivato una o entrambe le copie del gene CKX2 di diverse piante di orzo con il sistema di precisione CRISPR/Cas9. A differenza delle piante sinora oggetto di studio nel sito protetto, le linee di orzo così prodotte non contengono materiale genetico estraneo. Sebbene la mutazione possa derivare anche da un processo casuale e naturale, queste piante di orzo sono trattate come geneticamente modificate (PGM), poiché il metodo utilizzato è nuovo e interviene sul genoma della pianta. Per tale motivo l’esperimento in campo aperto deve essere autorizzato dall’Ufficio federale dell’ambiente.
Test a partire dalla primavera 2024
L’esperimento in campo aperto parte nella primavera del 2024 nel sito protetto di Reckenholz (Zurigo) di Agroscope e durerà circa tre anni. Per motivi pratici, la ricerca è condotta con la vecchia varietà di orzo da malto «Golden Promise», che non viene coltivata in Svizzera. È spesso utilizzata nella ricerca poiché è piuttosto facile modificarla geneticamente, tuttavia le conoscenze acquisite possono essere applicate a moderne varietà di orzo e, con buone prospettive di successo, anche ad altri tipi di cereali, tra cui il frumento o il farro.
Dibattito in corso sulla regolamentazione
La regolamentazione delle piante sviluppate con nuove tecniche genomiche come CRISPR/Cas9 è attualmente oggetto di dibattito in diversi paesi. In base a una prima decisione adottata la scorsa settimana dal Parlamento europeo, queste piante, che potrebbero anche nascere spontaneamente in natura (senza inserimento di DNA estraneo), saranno regolamentate in modo meno rigido. A metà del 2024 sono attese proposte da parte del Consiglio federale su come intende disciplinare in Svizzera l’autorizzazione di tali PGM.
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Dal riso all’orzo
La formazione della resa delle colture è complessa e vi sono coinvolti molti geni diversi. Alcuni ricercatori giapponesi hanno tuttavia scoperto nel riso che la mutazione del gene CKX2 produce un effetto inaspettatamente grande sulla resa. I risultati ottenuti sono stati convincenti al punto da essere attualmente applicati alla coltivazione del riso.
La ricerca ha dimostrato che i geni simili al CKX2 del riso, per esempio, svolgono un ruolo anche nella resa della colza. È quindi ragionevole studiare questo effetto in altre colture. Idealmente, al termine di questi esperimenti condotti nel sito protetto sarà possibile formulare una raccomandazione sulla necessità per i selezionatori di disattivare uno o entrambi i geni CKX2 per aumentare la resa. In ogni caso, saranno certamente fornite importanti informazioni sulla funzione del gene CKX2 nell’orzo e si raccoglieranno quindi ulteriori dati per comprendere meglio la formazione della resa.
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