Bio e Natura

Il grano CRISPR produce il proprio fertilizzante

Il grano CRISPR produce il proprio fertilizzante

I ricercatori di UC Davis hanno progettato il grano che incoraggia i batteri del suolo a convertire l'azoto atmosferico in fertilizzante utilizzabile dalle piante

30 novembre 2025 | 09:00 | R. T.

Gli scienziati hanno potenziato il grano con CRISPR per rilasciare apigenina extra, stimolando i batteri del suolo a fissare l'azoto in modo naturale. L'approccio potrebbe ridurre i costi dei fertilizzanti, ridurre il danno ambientale e migliorare la produttività delle colture.

Il lavoro proviene da un gruppo di ricerca diretto da Eduardo Blumwald, un illustre professore nel Dipartimento di Scienze Vegetali. Utilizzando lo strumento di editing genetico CRISPR, il team ha aumentato la produzione della pianta di una delle sue sostanze chimiche naturali. Quando le radici di grano rilasciano questo composto extra nel terreno circostante, aiuta specifici batteri che possono convertire l'azoto dall'aria in una forma che le piante vicine possono assorbire. Questo processo è noto come fissazione dell'azoto.

Il grano si classifica come il secondo cereale più produttivo al mondo e rappresenta la quota maggiore di utilizzo di fertilizzanti azotati, circa il 18% del totale globale. Nel 2020, più di 800 milioni di tonnellate di fertilizzanti sono stati fabbricati in tutto il mondo, secondo l'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura.

Le piante in genere assorbono solo dal 30 al 50% del fertilizzante azotato applicato.

I batteri che fissano l'azoto generano un enzima chiamato azotasi, a volte indicato come "fissore" perché effettua la fissazione dell'azoto. L'enzima funziona solo all'interno di questi batteri e solo in ambienti a basso contenuto di ossigeno.

Legumi come fagioli e piselli formano naturalmente noduli di radice, strutture specializzate che creano le condizioni povere di ossigeno di cui questi batteri richiedono.

Il grano e la maggior parte delle altre colture mancano di questi noduli, motivo per cui il fertilizzante azotato sintetico è ampiamente utilizzato.

I ricercatori hanno esaminato 2.800 sostanze chimiche prodotte naturalmente dalle piante e ne hanno identificate 20 che potrebbero incoraggiare i batteri che fissano l'azoto a formare biofilm. Questi biofilm sono rivestimenti appiccicosi che avvolgono i batteri, producendo un microambiente a basso contenuto di ossigeno adatto per l'attività delle azotate. Il team ha quindi mappato il modo in cui le piante sintetizzano questi composti e ha identificato i geni coinvolti.

Con queste informazioni, hanno usato CRISPR per regolare le piante di grano in modo da generare maggiori quantità di un composto in particolare, un sapore chiamato apigenina. Poiché le piante producono più apigenina di quello di cui hanno bisogno, il surplus viene rilasciato nel suolo. Negli esperimenti, questa apigenina ha stimolato i batteri del suolo a formare biofilm protettivi, consentendo all'azotasi di fissare l'azoto in una forma utilizzabile che il grano potrebbe assorbire.

In condizioni di fertilizzanti azotati molto bassi, il grano modificato ha anche prodotto rese più elevate rispetto alle piante di controllo.

Potrebbero interessarti

Bio e Natura

La diversa qualità tecnologica, nutrizionale e sensoriale della pasta integrale da varietà di grano antiche, vecchie ed evolutive

Il grano antico, antico ed evolutivo della popolazione ha portato a una pasta di alta qualità. Tutti i campioni erano vicini o oltre il livello nutrizionale di amido lentamente digeribile.

27 novembre 2025 | 13:00

Bio e Natura

La melanzana senza più segreti: svelato il genoma

Il team ha ricostruito la storia della domesticazione dell’ortaggio in India e nel Sud-Est asiatico e la sua espansione in Medio Oriente, Europa ed Estremo Oriente, probabilmente attraverso rotte commerciali arabe e cinesi

25 novembre 2025 | 11:00

Bio e Natura

Una nuova pacciamatura che protegge le piante senza pesticidi o materie plastiche

I film di pacciamatura mantengono l'umidità nel terreno e impediscono la crescita delle erbacce, ma sono spesso fatti di plastica polietilene. Migliorato un film di acetato di cellulosa includendo l'olio di citronella repellente per insetti

24 novembre 2025 | 12:00

Bio e Natura

Il nuovo fungo col sapore della carne

Grazie all'ingegneria genetica e alla tecnica CRISPR è stato creato un fungo capace di aumentare la digeribilità, con qualità simili alla carne. La varietà modificata coltiva proteine molto più rapidamente e con molto meno zucchero

22 novembre 2025 | 09:00

Bio e Natura

I cambiamenti climatici mettono a rischio caffè, cioccolato e vino

Fosse anche possibile raffreddare il pianeta il destino delle colture di vino, caffè e cacao rimane incerto a causa della mancata stabilizzazione delle precipitazioni erratiche e dell'umidità che devastano la produttività

18 novembre 2025 | 10:00

Bio e Natura

Dal girasole il futuro dei pasti plant-based

Creato un sostituto della carne a base di girasole che è ricco di proteine e minerali. Il nuovo ingrediente, ottenuto da farina di girasole raffinata, offre un ottimo valore nutrizionale e un sapore delicato

05 novembre 2025 | 14:00