Uno studio per ridurre l’impatto idrico del cotone
Il cotone è parte integrante della nostra vita, dalle magliette ai jeans ed alle lenzuola. È una delle principali fibre tessile del mondo e la spina dorsale di un’industria globale che vale miliardi. Ma è anche altamente idro-esigente. Con l’intensificarsi dei cambiamenti climatici, i coltivatori di cotone si trovano ora ad affrontare sfide crescenti dovute alla siccità e al caldo. Tuttavia, una nuova ricerca offre la speranza di sviluppare varietà più resistenti, in grado di mantenere rese elevate anche in condizioni di stress idrico.
Un team interdisciplinare di ricercatori ha esaminato il modo in cui le diverse piante di cotone rispondono alla siccità a livello genetico in uno studio recentemente pubblicato sul Plant Biotechnology Journal. Hanno coltivato 22 varietà di cotone di montagna (Gossypium hirsutum L.) nella regione del basso deserto dell’Arizona, sottoponendo metà delle piante a condizioni di siccità. Analizzando i geni e i tratti fisici delle piante, gli scienziati hanno scoperto alcune interessanti informazioni sui meccanismi di gestione della siccità del cotone.
Hanno scoperto che due geni regolatori chiave, GhHSFA6B-D e GhDREB2A-A, svolgono un ruolo cruciale nell’aiutare le piante di cotone a gestire lo stress idrico mantenendo la produzione di fibre. Questi geni agiscono come direttori d’orchestra, coordinando l’attività di centinaia di altri geni coinvolti nella risposta alla siccità e nello sviluppo della fibra.
“Ci ha entusiasmato scoprire questo legame diretto tra la tolleranza allo stress e il mantenimento della resa in fibre”. Commenta il dottor Andrew Nelson, professore assistente presso il Boyce Thompson Institute. “Sembra che nel corso del tempo le piante di cotone abbiano evoluto questo meccanismo di regolazione che le aiuta a far fronte alle condizioni di siccità, pur continuando a produrre le fibre che sono così importanti dal punto di vista economico”.
Una delle scoperte più interessanti riguarda un gene chiamato GhIPS1-A, che produce un enzima importante per sintetizzare i composti che proteggono le piante dallo stress da siccità. I ricercatori hanno scoperto che solo una copia di questo gene, ereditato dagli antenati africani della pianta di cotone, risponde al GhHSFA6B-D. Ciò suggerisce che la capacità del cotone di affrontare la siccità ha radici antiche, precedenti alla sua domesticazione.
Cosa ancora più sorprendente, il team ha identificato una piccola variazione genetica vicino al gene GhIPS1-A che sembra influenzare la capacità del cotone di mantenere la propria resa in condizioni di limitazione idrica. “Questo cambiamento di una singola lettera di DNA è stato associato a una maggiore produzione di fibre nelle piante sottoposte a stress da siccità”. Ha spiegato il dottor Duke Pauli, professore associato presso l’Università dell’Arizona. “Queste piccole differenze genetiche potrebbero essere un obiettivo prezioso per i selezionatori che vogliono sviluppare varietà di cotone più resistenti”.
Poiché il cambiamento climatico porta a siccità più frequenti e gravi in molte regioni produttrici di cotone, è fondamentale sviluppare varietà che possano prosperare con meno acqua. Questa ricerca fornisce preziose indicazioni e obiettivi genetici per guidare le attività di selezione.
Inoltre, lo studio sottolinea l’importanza di mantenere diverse varietà di cotone. La gamma di risposte alla siccità osservate tra i 22 tipi esaminati sottolinea quanto sia cruciale la diversità genetica per adattare le colture a condizioni mutevoli.
In un mondo che si trova ad affrontare sfide ambientali crescenti, capire come le nostre piante più importanti rispondono agli stress a livello molecolare è più che mai vitale. Questo studio fa progredire le conoscenze scientifiche e apre la strada a un’agricoltura più resiliente e sostenibile di fronte ai cambiamenti climatici.
Fonte: Materiali forniti dal Boyce Thompson Institute. L’ articolo originale è stato scritto da Aaron Callahan. Immagine di copertina: Arizona Cotton Growers.
Riferimento alla rivista: Li’ang Yu, Anna C. Nelson Dittrich, Xiaodan Zhang, Jordan R. Brock, Venkatesh P. Thirumalaikumar, Giovanni Melandri, Aleksandra Skirycz, Patrick P. Edger, Kelly R. Thorp, Lori Hinze, Duke Pauli, Andrew D.L. Nelson. Regulation of a single inositol 1‐phosphate synthase homeologue by HSFA6B contributes to fibre yield maintenance under drought conditions in upland cotton. Plant Biotechnology Journal, 2024; DOI: 10.1111/pbi.14402
