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June 5, 2023 This article

5 giugno 2023

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dall'Università di Scienza e Tecnologia King Abdullah

Il riso pigmentato è noto per essere molto più nutriente del riso bianco e potrebbe rappresentare un’importante risorsa per migliorare la salute umana e combattere la malnutrizione. Tuttavia, se si vuole che queste varietà, che includono nera, marrone e rossa, siano ampiamente accettate dagli agricoltori, sono necessari un miglioramento della resa e delle caratteristiche agronomiche.

Un team internazionale guidato da Magdy Mahfouz e Khalid Sedeek del KAUST ha dimostrato che le caratteristiche agronomiche desiderabili quali la lunghezza dello stelo più corta e la maturità precoce possono essere introdotte nel riso nero.

La loro ricerca è pubblicata sulla rivista Nature Food.

Sedeek, un postdoc nel laboratorio di Mahfouz, afferma che il primo passo verso la realizzazione di questi miglioramenti è stato quello di raccogliere informazioni genomiche complete.

"Anche se i genomi di diverse varietà di riso japonica e indica sono stati assemblati, le sequenze complete del genoma sono disponibili solo per alcune varietà pigmentate", afferma.

I ricercatori hanno selezionato tre varietà di riso nero e due varietà di riso rosso per il sequenziamento dell’intero genoma. Per rilevare ulteriori variazioni genetiche, hanno sequenziato altre 46 varietà.

"Il passo successivo è stato quello di analizzare la composizione di queste varietà per identificare quelle con una nutrizione superiore come candidate al miglioramento", afferma Sedeek. Per fare ciò, i ricercatori hanno esaminato 63 varietà di riso nero, rosso e integrale, e il riso nero ha mostrato il miglior contenuto di nutrienti in un’ampia gamma di composti, inclusi carboidrati, amminoacidi, metaboliti secondari, lipidi, peptidi e vitamine.

Il riso pigmentato (soprattutto il riso nero) è ricco anche di microelementi essenziali, tra cui ferro, zinco, rame, manganese e selenio. In particolare, il riso nero indonesiano Cempo Ireng (il riso più ricco di ferro e il genotipo di riso nero più ricco di zinco) potrebbe fornire il fabbisogno quotidiano di questi elementi essenziali.

I ricercatori hanno utilizzato questi profili di nutrienti e ioni metallici per identificare diverse varietà ricche di nutrienti con livelli più elevati di antiossidanti e altri composti ed elementi benefici, che potrebbero essere probabilmente varietà da migliorare.

Uno di questi era Cempo Ireng. Tuttavia, nonostante la sua resistenza ai parassiti e alle malattie, gli agricoltori sono riluttanti a coltivare il Cempo Ireng a causa del suo lungo stelo e del ciclo di vita di cinque mesi. Sedeek ha creato un sistema di rigenerazione e trasformazione a Cempo Ireng e poi ha utilizzato CRISPR/Cas 9 per eliminare tre repressori del tempo di fioritura, ottenendo una varietà più breve e a maturazione precoce.

Le migliorate caratteristiche agronomiche delle varietà di riso pigmentato hanno il potenziale per renderle più adatte alla coltivazione e all’inserimento nella catena alimentare. Tuttavia, osserva Mahfouz, è necessario ulteriore lavoro per determinare se questi tratti ingegnerizzati possono coesistere con altri tratti importanti, come la resa, nel riso pigmentato.

"Tuttavia", afferma, "questa ricerca fornisce importanti risorse ai bioingegneri e ai coltivatori delle colture per continuare a migliorare il riso pigmentato e sfruttare i suoi potenziali benefici per la salute umana".

Mahfouz e il suo team ora progettano di migliorare una varietà di riso rosso locale conosciuta come riso Hassawi. Questa particolare varietà di riso, originaria dell'Arabia Saudita, riveste un immenso significato culturale ed economico nella regione. Utilizzando la tecnologia CRISPR, il gruppo mira a migliorare la produttività e altre caratteristiche chiave del riso Hassawi per soddisfare le richieste uniche del mercato locale saudita.