Da felci e alghe nuovi principi attivi contro le malattie delle colture agrarie

Felci e alghe possono offrire una nuova entusiasmante frontiera della ricerca nella sfida globale di proteggere le colture dalla minaccia delle malattie delle colture agrarie.

Una nuova ricerca condotta dal John Innes Centre ha scoperto che i bryofiti non a fiore, e i muschi in particolare, contengono sofisticati repertori del recettore immunitario.

“I briofiti non vascolari e non fioriti sono spesso pensati come semplici predecessori delle piante da fiore, ma scopriamo che i muschi in particolare hanno un insieme espanso di recettori immunitari che sono forse i più complessi tra le piante”, ha detto il dottor Phil Carella, leader del gruppo presso il John Innes Centre e autore dello studio.

Le tecniche biotecnologiche hanno rivelato che i domini del recettore immunitario NLR che proteggono le piante dagli agenti patogeni sono trasferibili tra piante da fiore e non a fiore.

Carella ha aggiunto: “La parte eccitante di questo studio è che le diverse immunità che si trovano nelle piante non fiorite come i muschi sono trasferibili, quindi ci offrono una fonte di nuovi geni di resistenza contro gli agenti patogeni”.

La scoperta apre nuove entusiasmanti possibilità per l'immunità ingegneristica nelle principali colture che si trovano ad affrontare una crescente minaccia da agenti patogeni emergenti e in rapida evoluzione esacerbati dai cambiamenti climatici.

Le piante hanno sviluppato recettori immunitari ricchi di legucina (NLR) per rilevare gli agenti patogeni nel corso di milioni di anni. Le NLR delle piante da fiore sono un soggetto ben studiato, ma molto meno si sa sulla forma e la funzione dei recettori da lignaggi divergenti di briofite non fiorite.

I briofiti si sono distinti dalle piante da fiore oltre 500 milioni di anni fa, e la conoscenza del loro sistema immunitario è limitata.

Hanno scoperto che c'era una notevole somiglianza strutturale e funzionale tra i domini dei recettori immunitari attraverso diversi lignaggi vegetali, anche se le sequenze genetiche di questi domini erano altamente variabili.

Usando tecniche di espressione transitoria, hanno trasferito i geni del recettore immunitario ottenuti da piante non fiorite come la epative Marttaria Marchantia polimorfa in una pianta fiorita Nicotiana benthamiana, un tipo di tabacco nano.

Diversi domini del recettore immunitario hanno attivato forti risposte immunitarie quando sono stati trasformati in transitori in piante da fiore. Il contrario era anche vero, poiché i ricercatori hanno scoperto che potevano trasferire funzionalmente un dominio immunitario dalle piante da fiore a piante non fiorite.

“Ciò significa che possiamo usare piante non fiorite come muschi come fonte di nuovi geni di resistenza contro gli agenti patogeni delle colture”, ha spiegato Carella, “Abbiamo mostrato che possiamo effettivamente sfruttare la vasta diversità evolutiva dei recettori immunitari di tutta l’intero regno vegetale. Quindi, il nostro ambito di ingegnere per l’immunità è quindi molto più grande di quanto pensassimo in origine”.