RISINNOVA, studi per migliorare la filiera risicola italiana

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L’Italia è il principale produttore di riso in Europa coprendo più del 50% della produzione totale, e si differenzia sul mercato internazionale essenzialmente per la qualità, legata alle esigenze dell’industria e dei consumatori.
La risicoltura italiana, che per natura geografica presenta richieste particolari di adattamento, ha da sempre la necessità prioritaria di disporre di nuove varietà più rispondenti alle esigenze sia colturali che del mercato e di ottenere varietà adattabili alle varie condizioni ambientali che consentano una riduzione dei costi di produzione. Per tali motivi occorrono interventi di ricerca sul potenziamento della resistenza alle malattie, tolleranza a stress di natura ambientale utilizzando le attuali tecnologie genetico-genomiche, fornendo in tal modo mezzi e conoscenze per il miglior impiego della biodiversità e soluzioni innovative alla costituzione varietale moderna.
In questo scenario si colloca il progetto “RISINNOVA”, finanziato da AGER, il fondo promosso dalle Fondazioni in rete per la ricerca scientifica in campo agroalimentare, che vede la partecipazione di 12 Enti di ricerca (CRA, Parco Tecnologico Padano di Lodi, Università di Milano, Università di Pavia, Università di Torino, Consiglio Nazionale delle Ricerche di Milano e di Torino, Università di Padova, ICGEB di Trieste, Università di Modena e Reggio-Emilia, Università di Ferrara e Università di Parma), coordinato dal CRA e finalizzato allo studio di fattori che possono limitare la produttività del riso e a identificare soluzioni atte a fornire nuovi sistemi di produzione e criteri per lo sviluppo di varietà innovative e competitive.

L’obiettivo generale del progetto è stato quello di consentire alla filiera risicola italiana di avvalersi di strumenti genomici innovativi per l’acquisizione di resistenze durevoli ed efficaci nei confronti di stress di natura biotica e abiotica per il rinnovo varietale del riso italiano.

Per il raggiungimento degli obiettivi, le 12 strutture di ricerca si sono divise i compiti ognuna dedicandosi a specifiche aree di ricerca in linea con la propria esperienza nel settore.
Parte delle ricerche sono state rivolte all’identificazione di quali tipi di interventi genetici e genomici possono essere sviluppati per migliorare la protezione del riso dalle principali malattie. Sono state studiate, quindi, le basi genetiche della resistenza all’agente del brusone, la principale malattia fungina del riso, mediante approcci di trascrittomica, mappaggi genetici e la valutazione della sua aerodispersione. E’ stata inoltre caratterizzata la risposta di resistenza di diverse accessioni di riso a patogeni emergenti rappresentati da Fusarium fujikuroi (un patogeno fungino), Erwinia chrysanthemi pv. zeae, un patogeno batterico del riso.

Ma la produzione di riso può risentire anche di stress abiotici. La risposta della pianta a ridotte disponibilità idriche o a stress di tipo osmotico è stata investigata mediante analisi trascrittomiche, analisi fenotipiche seguite dalla identificazione dei geni implicati mediante association mapping e analisi ionomiche, metabolomiche e proteomiche rivolte alla comprensione dei cambiamenti indotti nel prodotto finale in seguito a condizioni di stress derivate da una diversa gestione dell’acqua di irrigazione. I dati genotipici unitamente a quelli fenotipici ottenuti in questa parte di RISINNOVA hanno consentito il mappaggio per associazione di diversi caratteri di importanza agronomica.
Il miglioramento nella produzione di riso può arrivare anche da approfondimenti e analisi della comunità microbiche associate al riso. Le ricerche svolte hanno identificato i microorganismi presenti nella rizosfera e endofiti del riso che potrebbero agire da promotori della crescita.

Ogni linea di ricerca del progetto RISINNOVA ha prodotto risultati che potranno essere di immediata utilizzazione nel settore riso, avendo utilizzato varietà presenti nel panorama risicolo nazionale. Questi risultati includono l’identificazione di resistenze alla malattia del brusone causato da Magnaporthe oryzae, la collezione di ceppi del patogeno, la valutazione della sua aerodispersione con il concomitante sviluppo di sistemi avanzati di selezione di tali resistenze, e la identificazione di resistenze a diversi patogeni emergenti come Fusarium fujikuroi e Dickeya zeae.
Le ricerche sulla tolleranza agli stress di natura ambientale (basse temperature, stress salino, ridotta disponibilità idrica) hanno portato ad identificare varietà di riso nazionali che meglio si adattano alle condizioni di stress, i meccanismi molecolari e fisiologici che consentono tale adattamento e le conseguenze che il verificarsi di tali stress hanno sulla qualità del prodotto ottenuto. Il settore del progetto dedicato allo studio delle relazioni tra la pianta e i microrganismi associati alle radici ha evidenziato la biodiversità delle comunità di funghi e batteri presenti nel suolo di risaia e associate alle radici del riso e come queste varino in funzione della gestione della risaia e dello stadio di sviluppo della pianta. L’isolamento di endofiti che promuovono la crescita del riso potrà aumentarne l’adattabilità alle condizioni ambientali e migliorarne la produttività. I lavori condotti sulla analisi della biodiversità nel riso e nei patogeni che lo attaccano hanno infine consentito di ottenere una serie di risultati applicativi, come la identificazione di loci implicati nella adattabilità agli stress e di loci dei patogeni implicati nella virulenza, che potranno essere utilizzati nel miglioramento genetico.

In aggiunta ai risultati immediatamente trasferibili, le attività del progetto hanno prodotto conoscenze che potranno essere oggetto di ulteriori studi per aprire nuove vie di miglioramento della coltura del riso i cui effetti e possibilità applicative si protrarranno nel tempo.

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