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Verso la fotosintesi C4 per il riso

I cambiamenti climatici e i fabbisogni alimentari in aumento impongono alla ricerca in agricoltura di selezionare varietà di cereali capaci di produrre di più in ambienti sempre più difficili.

Il riso è l’alimento più consumato al mondo: oltre 410 milioni di tonnellate all’anno. E’ perciò naturale che sia uno dei cereali più studiati quando si affronta un problema di portata globale: le bocche da sfamare aumentano, soprattutto nei Paesi in via di sviluppo, ad un ritmo preoccupante – le stime della FAO prevedono per il 2030 una popolazione mondiale che supererà gli otto miliardi, ovvero il 25% in più degli attuali sei. Ecco perché, per fare fronte alla richiesta di maggiori quantità di cibo, occorre pensare a soluzioni alternative, che tengano anche conto dei mutamenti climatici. L’ingegneria genetica si sta muovendo nello specifico caso per migliorare l’efficienza fotosintetica delle varietà risicole in ambienti sempre più caldi e secchi.

La fotosintesi non è infatti uguale in tutti i vegetali verdi. Le alte temperature e i climi aridi hanno portato degli adattamenti funzionali del processo: nelle piante cosiddette C3, la maggior parte, diffuse a tutte le latitudini, l’anidride carbonica partecipa direttamente al processo; in altre, le cosiddette C4, tipiche delle regioni tropicali, la CO2 viene temporaneamente trasformata in altri composti per essere utilizzata successivamente; in altre ancora, le CAM, piante succulente delle zone aride, il biossido di carbonio viene immagazzinato di notte e utilizzato di giorno per la fotosintesi. Risaie vercellesi in sommersione

Le differenze sostanziali tra la fotosintesi di tipo C3 e C4 si riscontrano a livello anatomico, con differenti strutture cellulari interne, e biochimico, per la presenza di sistemi enzimatici diversi. Il bilancio finale dei due tipi di processo evidenzia il punto focale: il tipo C4 ha circa il 50% in più di efficienza nella produzione di biomassa rispetto al C3.

Il riso ha una fotosintesi del tipo C3, il mais del tipo C4. Il traguardo è dunque quello di attivare la fotosintesi del mais nel riso. Potenzialmente nel riso sono presenti i componenti utili alla fotosintesi C4, ma non sono utilizzati perché posizionati in modo non adatto. I ricercatori dovranno trovare, tra le migliaia di varietà di riso disponibili, quella che più si avvicina, per struttura anatomica e biochimismo, in cui ha un’azione importante il Rubisco, ai requisiti necessari per la fotosintesi di tipo C4. Su questa lavorare poi combinando programmi di genomica funzionale e applicazioni di tipo biotecnologico. Ne potranno risultare varietà di riso in grado di utilizzare al meglio le crescenti quantità di Co2 dell’aria, di fornire maggiori quantità di raccolto, grazie all’aumentata produttività, di adattarsi a condizioni ambientali caratterizzate da aridità e temperature elevate, in accordo con i cambiamenti climatici in atto.

Per approfondimenti

www.acutis.it/Materiale_Agronomia/1-radiazione+ancrescitaRev.ppt

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