Piccolo gene, grande effetto: come il gene MKK3 controlla la dormienza nell'orzo
Utilizzando analisi genetiche avanzate e prove sul campo, i ricercatori hanno mappato la diversità delle varianti del gene MKK3 nell'orzo di tutto il mondo
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Il Carlsberg Research Laboratory, il primo laboratorio di ricerca industriale al mondo, ha annunciato una scoperta scientifica. Questa potrebbe aiutare a proteggere le colture dalle perdite di raccolto legate al clima. Fedeli al motto "Come la birra, la scienza va condivisa", i risultati della ricerca condotta da Carlsberg, alla quale ha partecipato anche l'Istituto IPK Leibniz, sono stati pubblicati sulla rivista "Science". Questo li rende disponibili alla scienza e all'allevamento di tutto il mondo.
L'imprevedibilità del tempo, aggravata dai cambiamenti climatici, causa perdite miliardarie per le colture di cereali come orzo, grano e riso. La germinazione prematura dei chicchi sulla pianta prima del raccolto, nota come germinazione pre-raccolta (PHS), riduce la qualità dei chicchi e mette a rischio la sicurezza alimentare. Il grano che germoglia prima del raccolto generalmente non soddisfa i requisiti di qualità nei processi industriali a valle. È anche più suscettibile al deterioramento, alle muffe e alle infestazioni fungine, il che significa che spesso non è nemmeno adatto come mangime per animali. Queste perdite possono essere devastanti per gli agricoltori e le aziende che si affidano alla produzione costante di colture di alta qualità.
Un team internazionale guidato dal Carlsberg Research Laboratory e che coinvolge l'IPK ha ora scoperto come il complesso controllo genetico del gene MKK3 regoli la dormienza e il rischio di germinazione dell'orzo. Ciò ha aperto nuove strade per la selezione di piante resistenti a condizioni climatiche estreme e adatte a un'ampia gamma di esigenze agricole.
"Alla Carlsberg crediamo che la conoscenza scientifica debba essere condivisa", ha dichiarato Birgitte Skadhauge, Vicepresidente e Responsabile del Laboratorio di Ricerca Carlsberg. Pubblicando la nostra ricerca su Science, invitiamo la comunità scientifica mondiale a basarsi sulle nostre scoperte, ad accelerare i progressi e a contribuire a garantire il futuro dell'alimentazione". Questa scoperta va oltre la birra: si tratta di produrre un futuro migliore per tutti".
Utilizzando analisi genetiche avanzate e prove sul campo in diversi continenti, i ricercatori hanno mappato la diversità delle varianti del gene MKK3 nell'orzo di tutto il mondo. "Il nostro lavoro mostra come secoli di agricoltura e di adattamento al clima abbiano plasmato il paesaggio genetico di questa importante coltura e fornisce ai selezionatori una tabella di marcia per bilanciare la dormienza e il rischio di germinazione, in modo che gli agricoltori di tutto il mondo possano ottenere raccolti migliori, anche se il clima diventa sempre più imprevedibile", ha dichiarato Christoph Dockter, responsabile dello sviluppo delle colture cerealicole presso il Carlsberg Research Laboratory.
Il team ha scoperto come le diverse versioni del gene MKK3 influenzino la dormienza dei semi e il rischio di germinazione. Hanno scoperto che alcune varianti sono più resistenti alle condizioni di raccolta umide. Le figure della ricerca illustrano la distribuzione globale di queste varianti del gene e mostrano le dinamiche di selezione di secoli di addomesticamento e allevamento. Evidenziano inoltre le regioni in cui gli agricoltori sono maggiormente a rischio di PHS. I dati provenienti da prove sul campo pluriennali dimostrano come una selezione mirata possa aiutare a bilanciare la resa e la resilienza delle colture per sostenere un'agricoltura sostenibile in un clima che cambia.
"L'analisi delle varianti del gene MKK3 e della loro distribuzione globale è stata sostanzialmente supportata e accelerata dall'analisi del pangenoma dell'orzo condotta dall'IPK", spiega Nils Stein, responsabile del dipartimento "Genebank" dell'IPK. "Il nostro lavoro all'IPK mira a rendere l'intera diversità genomica delle nostre piante coltivate sistematicamente disponibile e quindi più accessibile per la ricerca e l'allevamento".
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Pubblicazione originale
Morten E. Jørgensen, Dominique Vequaud, Yucheng Wang, Christian B. Andersen, Micha Bayer, Amanda Box, ... Cynthia Voss, Birgitte Skadhauge, Nils Stein, Eske Willerslev, Robbie Waugh, Christoph Dockter; "Postdomestication selection of MKK3 shaped seed dormancy and end-use traits in barley"; Science, 2025-11-6
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