Un orto verticale per CRISPR

Il cibo lo volete a chilometro zero, senza pesticidi, a basso consumo di suolo e di acqua? La riposta potrebbe arrivare dall’urban farming e dagli orti verticali, almeno per i consumatori benestanti. Finora le coltivazioni indoor hanno preso piede più che altro per insalate e ortaggi da foglia, ma l’editing genomico promette di allargare il menù e la Nasa guarda agli sviluppi con interesse.

I primi pomodori geneticamente editati per soddisfare la tendenza “food and the city” sono descritti su Nature Biotechnology. Il lavoro è firmato da un gruppo internazionale diretto dal mago della genetica del pomodoro, Zachary Lippman del Cold Spring Harbor Laboratory, fresco vincitore del Premio per le scienze alimentari ed agrarie della National Academy of Sciences. Ma cosa hanno fatto esattamente i ricercatori?

Per illustrare il lavoro abbiamo chiesto aiuto a Teodoro Cardi, che all’interno del progetto BIOTECH finanziato dal ministero dell’agricoltura, dirige proprio il sottoprogetto sull’editing del pomodoro. Lippman e colleghi hanno utilizzato la tecnica CRISPR per modificare l’espressione di tre geni chiamati SIER, SP5G ed SP.

“Sono rispettivamente un regolatore della lunghezza degli internodi, un gene responsabile della fioritura precoce e un mutante che nelle varietà di interesse industriale porta la pianta a crescere solo fino al momento della fioritura, per poi fermarsi”, spiega il genetista del Centro di ricerca orticoltura e florovivaismo del Crea, a Pontecagnano. La combinazione delle tre mutazioni consente di ottenere piante più compatte e con un ciclo vitale più rapido.

In fatto di pomodori ognuno ha i propri gusti, ma Lippman assicura che i suoi pomodorini a grappolo sono ottimi, e anche la resa appare buona. “La dimensioni dei frutti e la produttività per pianta sono ridotti, ma la produzione totale ottenibile è compensata dal maggior numero di piante coltivabili per unità di superficie”, calcola Cardi.

Secondo gli autori questa varietà sarebbe perfetta per l’orticoltura urbana indoor, ma per piante come queste è facile ipotizzare anche altri utilizzi. “Potrebbero essere impiegate per coltivazioni super-intensive in basi terrestri remote, ad esempio in Antartide, in future basi sulla Luna o altri pianeti, o anche su navicelle spaziali nel corso di viaggi inter-planetari, consentendo di avere sempre prodotti freschi con valore nutrizionale elevato”, immagina Cardi.

A differenza di altre varietà sviluppate in modo convenzionale a scopo ornamentale o di ricerca, come il Micro-Tom, il genotipo editato descritto su Nature Biotechnlogy potrebbe entrare davvero in produzione. Ma il bello è che lo stesso tipo di intervento mirato su geni dello sviluppo potrebbe essere replicato in altre specie al medesimo scopo. Ovvero ottimizzare l’architettura della pianta per sfruttarne al meglio la disposizione in spazi limitati e accorciare il ciclo vitale in modo da consentire più raccolti nel corso dell’anno.

“La velocità e la riproducibilità della tecnologia CRISPR consentono di ottenere i risultati desiderati in tempi rapidi e con estrema precisione e prevedibilità”, dice il genetista italiano. In generale, il lavoro di Zachary Lippman e colleghi conferma ancora una volta il valore inestimabile della conoscenza approfondita dei genomi vegetali nell’era dell’editing genetico. Il procedimento ha già dimostrato di poter funzionare in un parente del pomodoro, quelle bacche arancioni che sono chiamate alchechengi. Quali altre piante potremmo coltivare così?

Probabilmente non i cereali che sono le colonne portanti dell’industria alimentare, come grano e riso. Ma molti frutti e ortaggi che ci forniscono vitamine, fibre e minerali sì. Ecco la lista proposta da Cathryn O’ Sullivan e dai suoi colleghi australiani nell’articolo di commento pubblicato su Nature Biotechnology.

Le piante rampicanti, cespugliose o arbustive, come fragole e lamponi, zucchine e peperoni, uva e kiwi, potrebbero essere adottate per prime. Poi potrebbero seguire alcune “cash crop” come zafferano, vaniglia e caffè, e anche piante d’uso medicinale e cosmetico. Forse un giorno potranno essere coltivati indoor anche dei piccoli mandorli, mango e alberi del cacao.

I ricercatori sottolineano che, controllando le condizioni ambientali, si possono ottenere rese maggiori per unità di superficie, riducendo di diversi ordini di grandezza il consumo d’acqua. Le piante sono fisicamente protette dagli stress ambientali e anche da patogeni e parassiti, con una conseguente riduzione dell’uso di fungicidi e pesticidi.

Inoltre coltivare i prodotti vicino al consumatore finale, anche fuori stagione, accorcerebbe la filiera garantendo maggiore freschezza e tagliando i trasporti. Ma certo il sistema richiede un capitale iniziale consistente e costi di gestione onerosi, che almeno per il prossimo futuro non tutti i coltivatori potranno permettersi.

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