I ricercatori hanno scoperto che alcuni ceppi di girasoli possono sviluppare semi senza impollinazione

I ricercatori guidati da Syngenta Biotechnology China hanno fatto una scoperta rivoluzionaria nel campo della genetica agricola, rivelando che alcuni ceppi di girasole possono formare semi vitali senza la necessità di impollinazione. Questa scoperta, dettagliata in uno studio pubblicato inNatura, potrebbe rivoluzionare l'allevamento girasole riducendo significativamente il tempo necessario per sviluppare linee completamente innate.

Lo studio, intitolato "Partenogenesi facoltativa aploide nella riproduzione sessuale dei girasole", esplora il fenomeno della partenogenesi, un processo in cui gli organismi si riproducono senza fecondazione, precedentemente osservato in vari animali ma meno compresi nelle piante. Questo processo nei girasoli consente la formazione di semi aploidi che contengono solo il materiale genetico della pianta madre.

Tradizionalmente, lo sviluppo di linee di girasole innate, essenziali per migliorare i tratti delle colture, richiede circa sei anni di ripetuta autoimpollinazione. Tuttavia, i risultati del team suggeriscono che l'utilizzo di un sistema aploide raddoppiato potrebbe ridurre questo periodo a circa dieci mesi.

La ricerca ha comportato estensivi esperimenti in varie condizioni, tra cui ambienti di serra controllati e campi esterni per identificare gli sfondi genetici che consentono la formazione di semi senza fecondazione. Le tecniche come i trattamenti chimici per sopprimere il polline, insieme a manipolazioni ambientali come la regolazione dell'intensità della luce e la temperatura, erano cruciali per lo studio.

I risultati hanno mostrato che la luce ad alta intensità ha aumentato significativamente la resa dei semi aploidi, mentre anche alcune combinazioni di polline di mais e boro hanno migliorato la loro formazione. Sorprendentemente, i semi erano in grado di svilupparsi nonostante l'assenza di un embrione fecondato, basandosi invece su riserve di nutrienti conservate nei cotiledoni.

Questa svolta non solo sfida la comprensione convenzionale della riproduzione delle piante, tipicamente dipendente dalla doppia fertilizzazione, ma apre anche nuove strade per le pratiche di riproduzione. Con la capacità di bypassare il lungo processo di sviluppo di endosperma, l'allevamento di girasole potrebbe diventare più efficiente e flessibile, potenzialmente migliorando la produzione globale del raccolto, che si trovava a quasi 55 milioni di tonnellate nel 2023.

Ulteriori tecniche di analisi genetica e coltura tissutale hanno confermato l'origine materna di questi semi e il loro potenziale di rigenerazione in piante fertili e di definizione dei semi. Tali progressi promettono di accelerare il miglioramento di una delle colture di semi petrolifere più significative del mondo, offrendo un nuovo strumento nello sforzo globale per soddisfare la crescente domanda di produttività agricola.