Lost in a metabolic pathway

Il 31 ottobre PLoSOne ha pubblicato uno studio, guidato dall’Università di Milano in collaborazione con le Università El Manar di Tunisi e Ain Shams del Cairo, che dimostra che la resistenza alla siccità di piante cresciute in suoli aridi secondo pratiche tradizionali è promossa dai batteri associati alle radici.

Questa scoperta spiega come il “desert farming”, ossia l’insieme delle pratiche agrarie tradizionali utilizzate in regioni aride e desertiche, sia efficace contro la crescente desertificazione ormai in espansione a livello globale anche in aree non considerate aride.

Responsabili della promozione della crescita vegetale in condizioni di stress idrico sono diversi tipi di batteri che colonizzano sia la rizosfera (porzione di suolo in contatto con le radici) che l’endosfera (i tessuti vegetali della pianta).

In condizioni di stress idrico i batteri, modulando l’equilibrio ormonale della pianta, ne migliorano la capacità di assorbimento idrico e il mantenimento del turgore, garantendo le normali attività fisiologiche.

Con studi microbiologici, fisiologici e molecolari del microbioma associato alle radici di piante di peperoni coltivate in condizioni di “desert farming” in un’azienda a nord del Cairo, il team di Milano ha dimostrato come la biodiversità microbica radicale sia essenziale per combattere la siccità.

Già dopo otto giorni di stress idrico, infatti, le piante colonizzate dai batteri mantengono un turgore e un’efficienza fotosintetica più elevati rispetto alle piante non fertilizzate, mentre al 12° giorno si registra addirittura un aumento della massa e della lunghezza delle radici rispettivamente del 40% e del 20%.

Lo studio oltre a confermare la rilevanza del “desert farming” per l’uso attento e virtuoso dell’acqua, svela anche le potenzialità finora sconosciute degli ambienti aridi e desertici per la selezione di biofertilizzanti microbici.

http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0048479

http://www.unimi.it/cataloghi/unicom/Batteri_deserto_Daffonchio.pdf

Per la prima volta uno studio collega, attraverso un meccanismo epigenetico, la carenza di cure materne con un gene i cui livelli di espressione deficitari sono correlati a disturbi mentali.

Una grave carenza di attenzioni parentali può agevolare lo sviluppo di disturbi mentali: la cosa è ben nota a livello clinico, ma per la prima volta una ricerca ha individuato i meccanismi molecolari - di carattere epigenetico - che sottostanno a questa correlazione. 

Nel corso degli ultimi decenni sono state trovate prove del fatto che le esperienze possono indurre nel DNA cambiamenti che alterano la capacità di espressione dei geni. Quando questo cambiamenti avvengono nella primissima infanzia hanno la potenzialità di produrre un impatto a lunga scadenza sul comportamento e sulla salute: studi recenti hanno già mostrato la possibile presenza di meccanismi epigenetici nello sviluppo dell’obesità e dei tumori. 

In un nuovo studio pubblicato su The Journal of Neuroscience un gruppo di ricercatori della McGill University diretti da Tie-Yuan Zhang ha studiato se questi cambiamenti possono interessare anche i geni attivi a livello cerebrale. In particolare, gli autori hanno esaminato come l’attenzione materna influisca sul gene GAD1, che controlla la produzione di un neurotrasmettitore di primaria importanza, il GABA, che modula la capacità di controllare le emozioni e che nelle persone affetta da schizofrenia è deficitaria. 

A questo scopo i ricercatori hanno preso in esame il comportamento di ratti appositamente selezionati per manifestare o cure parentali eccezionalmente intense, o al contrario, una ridotta attenzione alla prole. 

Hanno così scoperto che nei piccoli di ratto che erano stati allevati con un scarso contatto materno, specifiche regioni del DNA che hanno a che fare con la modulazione dell’espressione di GAD1 apparivano “ostruite”, determinando una minor produzione di GABA. Per contro i ratti adulti che da piccoli erano stati accuditi e “coccolati” in modo particolarmente intenso mostravano un aumento dell’espressione del gene GAD1. 

“Una caratteristica critica degli effetti sul gene GAD1 è che, per quanto l’influenza immediata delle cure materne sia limitata a un breve periodo successivo alla nascita, i cambiamenti che ne seguono sono di lunga durata, persistendo anche da adulti”, ha osservato Zhang.

Questi risultati suggeriscono che l’ambiente del periodo iniziale della vita può determinare cambiamenti molecolari che influenzano l’attività cerebrale e che possono determinare una predisposizione a disturbi mentali. 

“Già si sapeva che le cure materne influenzano la risposta stressoria del piccolo attraverso un meccanismo analogo, ma questa è la prima volta che le cure materne sono collegate, via un meccanismo epigenetico, con un enzima chiave che provoca un disturbo maggiore nell’uomo”, ha commentato Jonathan Seckl. 

(Source: lescienze.it)

di Andrea Bertaglio | 14 settembre 2012

È tempo di aprire agli Ogm: ce lo chiede l’Europa. Anzi, ce lo impone. La Corte di Giustizia ha infatti condannato l’Italia per avere vietato la coltivazione di mais Mon810 alla multinazionale statunitense Pioneer Hi Bred. Che, nel 2008, aveva fatto causa al Ministero delle Politiche agricole alimentari e forestali per non avere permesso alla sua filiale italiana di coltivare il cereale sviluppato da Monsanto. Secondo la Corte, se la coltivazione di una pianta geneticamente modificata è già stata autorizzata dall’Unione, non c’è sovranità nazionale che tenga, e ogni Stato membro si deve adeguare. Cosa che l’Italia, in effetti, non ha mai fatto, preferendo prendere tempo ed evitando di agire. La vittoria dei produttori di Ogm, dunque, può essere vista come una conseguenza delle lacune normative italiane, e dell’assenza di leggi regionali che regolino la coesistenza di varietà tradizionali e geneticamente modificate. Ma c’è chi scommette che la partita non è chiusa.

I giudici europei non hanno dubbi: “La messa in coltura di organismi geneticamente modificati quali le varietà del mais Mon810 non può essere assoggettata a una procedura nazionale di autorizzazione quando l’impiego e la commercializzazione di tali varietà sono autorizzati […] e le medesime varietà sono state iscritte nel catalogo comune delle varietà delle specie di piante agricole”. Non solo, la Corte ricorda che le direttive europee non consentono “ad uno Stato membro di opporsi in via generale alla messa in coltura sul suo territorio di tali organismi”. Tradotto: l’Italia non si può opporre alla presenza di Ogm già approvati dall’Ue, neppure entro i suoi confini. A maggior ragione se la legislazione non è chiara su cosa e dove può essere coltivato.

Per l’Ue, quindi, il Belpaese non può più mantenere questo atteggiamento ambiguo ed avverso ai cibi transgenici, che pur rispecchiando il pensiero del 61% dei cittadini europei contrari agli organismi geneticamente modificati (dati Eurobarometro), tende a limitarne l’espansione nel vecchio continente in modo che alcuni considerano addirittura beffardo. Come il governo spagnolo, il più pro-Ogm d’Europa, che inserito nella sentenza “in qualità di agente” contesta l’atteggiamento di Roma: se tutti facessero come l’Italia, lamenta Madrid, “un divieto di coltivazione di Ogm potrebbe protrarsi per un periodo di tempo illimitato e costituire un mezzo per aggirare le procedure previste”.

Ma è davvero così? Secondo la Task Force per un’Italia Libera da Ogm, che raggruppa decine di associazioni fra cui Coldiretti, Codacons, Slow Food e Wwf, la sentenza della Corte di Giustizia in realtà non cambia nulla. “In Italia – spiega il coordinatore Stefano Masini – lo stop agli Ogm nei campi è stato deciso non in via generale, ma in forza di un provvedimento interministeriale che è intervenuto su un caso concreto” e “proprio sulla base della disciplina europea che assegna allo Stato l’accertamento circa la pericolosità della coltivazione Ogm nei confronti delle altre colture tradizionali confinanti”.

“Sebbene la sentenza lasci intendere che allo Stato sia precluso il divieto di introdurre misure volte a prevenire l’impatto della commistione di Ogm con le colture derivate da prodotti tradizionali – aggiunge Masini – essa in realtà non tiene conto dell’evoluzione normativa e giurisprudenziale che ha portato l’Italia a ottemperare alla facoltà di utilizzare Ogm sulla base delle regole di coesistenza”.

Si preannunciano insomma nuove battaglie legali. Che, in mancanza di risultati scientifici definitivi che stabiliscano con certezza se gli Ogm sono dannosi o meno per la salute e l’ambiente, lasceranno la questione aperta ancora per molto tempo. Anche questa sentenza, infatti, per quanto possa sembrare una vittoria definitiva delle multinazionali del biotech, “non cambia la scelta dell’Italia di mantenere il proprio territorio libero dalle contaminazioni di organismi geneticamente modificati”, conclude Masini. “Come chiede il 71% degli italiani”, che secondo un’indagineColdiretti/Swg di cibo transgenico non ne vuole proprio sapere.

Mimosa pudica is well known for its rapid plant movement.

The leaves also close under various other stimuli, such as touching, warming, blowing, or shaking. These types of movements have been termed seismonastic movements. The movement occurs when specific regions of cells loseturgor pressure, which is the force that is applied onto the cell wall by water within the cell vacuoles and other cell contents. When the plant is disturbed, specific regions on the stems are stimulated to release chemicals including potassium ions which force water out of the cell vacuoles and the water diffuses out of the cells, producing a loss of cell pressure and cell collapse; this differential turgidity between different regions of cells results in the closing of the leaflets and the collapse of the leaf petiole. Like a number of other plant species, it undergoes changes in leaf orientation termed “sleep” or nyctinastic movement. The foliage closes during darkness and reopens in light. It is not known exactly why Mimosa pudica evolved this trait, but many scientists think that the plant uses its ability to shrink as a defense from predators. Animals may be afraid of a fast moving plant and would rather eat a less active one. Another possible explanation is that the sudden movement dislodges harmful insects.

(Source: Wikipedia)

Pubblicati su Nature  i risultati ottenuti dal  team di ricercatori dell’Università Statale di Milano che, in collaborazione con i colleghi filippini e giapponesi ha individuato il gene che aumenta del 20% la produttività del riso.
 
Il gene, a cui è stato dato il nome di PSTOL1 – Phosphorous Starvation TOLerance 1 – consente alla pianta di riso di sviluppare un apparato radicale molto più esteso e quindi di assorbire con maggior efficienza il fosforo, la cui carenza, in alcune delle principali aree dedite alla coltivazione del riso, limita notevolmente la produttività del riso.

“La mancanza di fosforo – spiega il Prof. Martin Kater dell’Università Statale di Milano, che coordina il gruppo di ricerca italiano di cui fanno parte il dott. Ludovico Dreni e il dott. Paolo Pesaresi - è uno dei principali fattori che riducono la produttività del riso, soprattutto se coltivato in terreni acidi che ne limitano l’assorbimento o in condizioni che non consentono l’irrigazione”.

“La scoperta di questo gene – aggiunge il Prof. Kater – apre importanti prospettive per il miglioramento genetico del riso. Questo gene potrà contribuire alla creazione di nuove varietà di riso altamente produttive, in tempi molto rapidi e con la certezza che le nuove varietà saranno in grado di assorbire fosforo in modo più efficace. Tali varietà consentiranno di limitare l’uso di fertilizzanti e potranno crescere anche in terreni carenti di fosforo, spesso posseduti da agricoltori talmente poveri che non possono permettersi di acquistare le quantità necessarie di fertilizzante”.

Il gene PSTOL1 è stato isolato dalla varietà tradizionale di riso denominata Kasalath, di origine indiana, in grado di crescere bene in terreni con basso contenuto in fosforo, a dimostrazione dell’enorme importanza di preservare la variabilità genetica delle specie di interesse agronomico: un vero e proprio serbatoio da cui attingere “vecchi” geni per nuove varietà.

Attualmente varietà di riso contenenti il gene PSTOL1 vengono studiate nelle Filippine e in Indonesia, dove il fosforo è altamente carente. Queste varierà, che producono fino al 20% in più rispetto a quelle tradizionali e prive del gene PSTOL1, potranno essere immesse sul mercato e coltivate entro pochi anni.

Il progetto, coordinato dalla dottoressa Sigrid Heuer del prestigioso “International Rice Research Institute IRRI” nelle Filippine, ha visto coinvolte, oltre all’Università degli Studi di Milano, istituzioni quali il “Japan International Research Center for Agricultural Sciences” e la“University of the Philippines Los Baños” ed è stato finanziato dal programma “CGIAR Generation Challenge Program”.

L’anteprima dell’articolo da Nature:

http://www.nature.com/nature/journal/v488/n7412/full/nature11346.html

As an essential macroelement for all living cells, phosphorus is indispensable in agricultural production systems. Natural phosphorus reserves are limited, and it is therefore important to develop phosphorus-efficient crops. A major quantitative trait locus for phosphorus-deficiency tolerance, Pup1, was identified in the traditional aus-type rice variety Kasalath about a decade ago. However, its functional mechanism remained elusive until the locus was sequenced, showing the presence of a Pup1-specific protein kinase gene, which we have named phosphorus-starvation tolerance 1 (PSTOL1). This gene is absent from the rice reference genome and other phosphorus-starvation-intolerant modern varieties. Here we show that overexpression of PSTOL1 in such varieties significantly enhances grain yield in phosphorus-deficient soil. Further analyses show that PSTOL1 acts as an enhancer of early root growth, thereby enabling plants to acquire more phosphorus and other nutrients. The absence of PSTOL1 and other genes—for example, the submergence-tolerance gene SUB1A—from modern rice varieties underlines the importance of conserving and exploring traditional germplasm. Introgression of this quantitative trait locus into locally adapted rice varieties in Asia and Africa is expected to considerably enhance productivity under low phosphorus conditions.