Tecnologia CRISPR per conferire resistenza al virus del mosaico della rapa (TuMV) in Brassica rapa

Guido Donati 30 Ott 2023



Nell'affrontare il problema dei virus delle piante e del loro impatto sulle coltivazioni, l'articolo di Ye-Rin Lee e colleghi, pubblicato su Horticulture Research nel giugno 2023, offre uno sguardo approfondito su come la tecnologia CRISPR/Cas9 possa essere utilizzata per conferire resistenza al virus del mosaico del ravanello (TuMV) nel cavolo cinese (Brassica rapa).

Lo studio inizia con una panoramica del problema globale della sicurezza alimentare, sottolineando la necessità di raddoppiare la produzione alimentare nei prossimi anni per soddisfare la crescente domanda.
In questo contesto, le infezioni virali rappresentano una minaccia significativa, con perdite annuali di resa del 10-15% dovute a queste malattie nelle coltivazioni di tutto il mondo. La ricerca scientifica si concentra quindi su come migliorare la resistenza delle piante ai virus, con l'obiettivo di sviluppare varietà di colture più resistenti.

Una delle sfide tradizionali in questo campo è stata la trasmissione di geni di resistenza da piante selvatiche coltivate alle colture, un processo spesso laborioso e lento. Qui emerge la tecnologia CRISPR/Cas9 come una soluzione innovativa. Questo sistema di modifica genetica, ispirato dall'immunità batterica, ha rivoluzionato il campo della biologia vegetale per la sua economicità, semplicità e rapidità.

L'articolo spiega come i Potyviridae, una famiglia di virus a RNA delle piante, siano responsabili di danni significativi alle colture. In particolare, il TuMV è un membro di questa famiglia ed è una seria minaccia per il cavolo cinese. Questo virus, come molti altri, dipende da geni dell'ospite per completare il suo ciclo di vita, ed è qui che entra in gioco il gene eIF(iso)4E.

Ricerche precedenti hanno dimostrato che la modifica di eIF(iso)4E può conferire resistenza a virus simili, come il TuMV. L'articolo cita esempi di piante come Arabidopsis, cetriolo, riso e pomodori, che sono state rese resistenti a virus attraverso l'editing genetico.

La ricerca approfondisce la metodologia impiegata nello studio. Viene descritto il processo di trasformazione mediata da Agrobacterium, l'estratto di DNA, l'analisi PCR e il sequenziamento profondo per confermare le modifiche genetiche indotte da CRISPR/Cas9. Questa sezione spiega anche come sono state create le piante resistenti al TuMV e come la resistenza è stata valutata mediante test di inoculazione virale.

L'articolo approfondisce il ruolo chiave di eIF(iso)4E nella resistenza al TuMV, e come l'efficienza delle modifiche genetiche sia strettamente correlata alla resistenza. Questi risultati sono supportati da evidenze sperimentali che dimostrano che le piante modificate mostrano una resistenza notevole al virus, mentre le piante selvatiche sono soggette a sintomi gravi.

Lo studio mette in evidenza l'importanza della sicurezza alimentare e di come la produzione alimentare debba aumentare per soddisfare le crescenti esigenze globali. La ricerca su colture resistenti ai virus rappresenta un approccio promettente per affrontare queste sfide. La tecnologia CRISPR/Cas9 emerge come un'alternativa preferibile alle colture transgeniche, grazie alla sua capacità di creare colture geneticamente modificate che possono essere classificate come non transgeniche.

In definitiva, questo articolo sottolinea il potenziale della tecnologia CRISPR/Cas9 nell'indurre resistenza ai virus delle piante, offrendo nuovi orizzonti nella creazione di colture resistenti ai virus e nell'affrontare la crescente domanda globale di cibo.

CRISPR/Cas9-mediated gene editing to confer turnip mosaic virus (TuMV) resistance in Chinese cabbage (Brassica rapa)

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