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La mappa genetica di una coltura energetica

Biocarburanti


Mappati i 19 cromosomi del Miscanthus, una pianta molto adatta per produrre biocarburanti e composti ad alta energia

Un team anglo-americano formato da scienziati e industriali ha sviluppato la prima mappa completa ad alta risoluzione di una promettente coltura energetica chiamata Miscanthus, che gli esperti descrivono come un tipo di erba alta e simile alla canna che si può usare come materia prima per biocarburanti, bioprodotti e bioenergia. Presentato sulla rivista PLoS ONE, lo studio fornisce informazioni fondamentali sulle attività di ricerca che hanno lo scopo di far diventare realtà la produzione di bioenergia.

A questo progetto hanno collaborato scienziati dell'Istituto di scienze biologiche, ambientali e rurali (IBERS) dell'Università di Aberystwyth nel Galles e personale della Ceres Inc., una società di colture energetiche con sede negli Stati Uniti. Il team gallese ha creato la raccolta di piante geneticamente collegate, mentre il gruppo americano ha sequenziato ed esaminato l'acido deossiribonucleico (DNA). I ricercatori hanno detto che una tale mappatura genetica ha accorciato la tempistica dello sviluppo del prodotto di altre colture.

In totale, sono stati mappati i 19 cromosomi del Miscanthus. Il team ha prodotto e analizzato oltre 400 milioni di sequenze di DNA e ha generato un modello dell'alfabeto genetico della pianta.
Hanno identificato 20.000 differenze genetiche, cioè marcatori, che permettono ai genetisti di distinguere le singole piante a seconda delle piccolissime variazioni del DNA. Usando oltre 3.500 di questi marcatori, hanno creato la mappa genetica. Secondo il team, i marcatori sono importanti e possono essere usati per determinare modi di migliorare le colture.

Gli studi passati avevano identificato solo circa 600 marcatori. Non erano inoltre riusciti a caratterizzare la struttura di tutti i cromosomi del Miscanthus. Caratterizzare la struttura era fondamentale per mettere su un programma di coltivazione della pianta all'avanguardia.

"Definendo la diversità genetica nelle nostre collezioni di germoplasma con nuovi marcatori del DNA," ha detto il dott. Richard Flavell della Ceres, "possiamo introdurre più rapidamente tratti importanti nei nostri nuovi prodotti di Miscanthus che si propagano tramite semi. Il team prevede che serviranno meno tempo, denaro e lavoro per produrre i semi in vari ambienti. Anche gli agricoltori trarranno beneficio da questa scoperta.

"Il programma congiunto di sviluppo del Miscanthus con la Ceres ha portato nuove conoscenze sull'evoluzione delle specie e sulle somiglianze e le differenze tra le popolazioni in diversi paesi e ambienti," dice il dott. Iain Donnison dell'IBERS. "Ci sono voluti decenni per ottenere una tale ricchezza di informazioni sul altre colture, ma, con la moderna biologia e la tecnologia genomica, Ceres e IBERS hanno messo su quello che credo sia uno dei programmi più completi del mondo per la coltivazione del Miscanthus basato sui marcatori."

Lo studio è stato sostenuto dal Biotechnology and Biological Sciences Research Council Sustainable Bioenergy Centre (BSBEC) del Regno Unito. Commentando lo studio, il professor Douglas Kell del BSBEC ha detto: "Questa collaborazione tra accademia e industria dà un contributo significativo verso l'ottenimento di materie prime sostenibili per l'energia rinnovabile e altri prodotti bio derivati. Una mappa genetica prepara il terreno ai miglioramenti di coltivazione per aumentare la quantità di luce solare assorbita, la quantità di carbonio che si può assimilare in una stagione e la segmentazione del carbonio nella biomassa raccolta. Questa ricerca è un importante passo verso il miglioramento dei raccolti di materie prime biologiche senza aumentare gli input."

Leggi l'articolo scientifico
Xue-Feng, M. et al., "High Resolution Genetic Mapping by Genome Sequencing Reveals Genome Duplication and Tetraploid Genetic Structure of the Diploid Miscanthus sinensis", PLoS ONE, 7 (3): e33821, 2012. doi:10.1371/journal.pone.0033821

Fonte: Cordis (05/04/2012)
Pubblicato in Genetica, Biologia Molecolare e Microbiologia
Tag: Miscanthus, biocarburanti
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