Scienze 1 Settembre 2020 Riccardo Oldani

Il genoma della fillossera apre nuove strade alla viticoltura

Un consorzio internazionale di scienziati coordinati dall’INRAE, l’istituto nazionale francese di ricerca per l’agricoltura, l’alimentazione e l’ambiente, ha completato il sequenziamento del genoma della fillossera. Un passo fondamentale per capire l’azione di questo parassita, in grado di aprire una nuova stagione per la ricerca di nuove varietà resistenti o di nuovi metodi di contrasto

Ci sono voluti nove anni di lavoro e l’impegno di oltre 70 scienziati di otto paesi, ma alla fine il compito è stato portato a termine. Il consorzio internazionale sulla fillossera (Daktulosphaira vitifoliae), coordinato dall’Inrae, l’istituto nazionale francese di ricerca per l’agricoltura, l’alimentazione e l’ambiente, ha completato il sequenziamento del genoma del famigerato insetto, imparentato con gli afidi, che nella seconda metà dell’Ottocento mise in ginocchio la viticoltura europea. Lo studio che illustra nel dettaglio il lavoro fatto è stato pubblicato il 23 luglio scorso dalla rivista scientifica BMC Biology, in modalità “open access”, quindi liberamente scaricabile qui.

Il valore di uno studio

Quando si decodifica il genoma di un essere vivente, in effetti, non leggiamo l’epilogo di un lavoro enorme. Ci troviamo, al contrario, all’inizio di un nuovo capitolo per la ricerca, posta davanti al compito di capire il funzionamento delle varie famiglie di geni individuate, la cui capacità di esprimere macromolecole, come le proteine, può essere rivelatrice del modo con cui gli organismi studiati interagiscono con gli altri esseri viventi. Non solo. Il codice genetico è anche un libro aperto sulla storia della specie, sui suoi legami filogenetici; consente di ricostruirne origine ed evoluzione, inserendolo nella grande storia degli esseri viventi.

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Il percorso compiuto dalla fillossera nella sua invasione europea. Secondo le analisi condotte dal consorzio di ricerca sul genoma le popolazioni europee del parassita sono geneticamente affini a quelle presenti in Illinois, nel bacino del Mississippi, e nello stato di New York

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Un’inchiesta minuziosa

Questo vale, ovviamente, anche per la fillossera. I ricercatori impegnati nello studio hanno raccolto campioni dell’insetto in varie regioni d’Europa e degli Usa e hanno analizzato il genoma dei singoli insetti per stabilire correlazioni tra le varie popolazioni. Ne è emerso che l’invasione europea è stata con ogni probabilità determinata dall’importazione di ceppi di Vitis riparia, una vite selvatica americana, provenienti dalla valle del Mississippi e, in particolare, da specifiche aree dell’Illinois e del Wisconsin, e di altri importati invece dallo stato di New York. Ma se Vitis riparia aveva naturalmente sviluppato contromisure al parassita nel territorio d’origine, le viti coltivate in Francia, epicentro iniziale dell’infezione europea, erano totalmente prive di difese. E questo fu il motivo principale del disastro avvenuto nel Vecchio Continente nella seconda metà dell’Ottocento.

Una famiglia misteriosa

Un altro importante risultato della ricerca coordinata dall’Inrae è stata l’individuazione di una grande famiglia di circa 2.700 geni, che costituisce più del 10% dell’intero genoma della fillossera e che rappresenta un unicum, perché è la più vasta mai identificata finora in un essere vivente. Gli studiosi sospettano che questo enorme agglomerato di geni regoli le interazioni tra la fillossera e la vite, consentendo all’insetto di disattivare in modo inesorabile, e secondo meccanismi assai complessi, i sistemi di difesa della pianta. Ed è qui che si stanno già concentrando nuovi studi dei gruppi di ricerca costitutivi del consorzio. Capire nel dettaglio le modalità secondo cui agisce questa “super famiglia” di geni potrebbe infatti aprire nuove strade alla viticoltura. Come? Lo abbiamo chiesto a Denis Tagu, uno degli autori dello studio pubblicato su BMC Biology, e “Senior Scientist” all’Inrae.

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L’interno di una galla. Si distinguono le uova e l’insetto adulto

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Nuovi orizzonti per la ricerca

«È sempre difficile», dice Tagu, «prevedere il futuro di una scoperta così ampia come quella del genoma della fillossera. Ma, per esempio, il gruppo dell’Università di California a Riverside coordinato da Paul Nabity, terzo autore del nostro studio, sta indagando il ruolo dei geni e proteine appartenenti alla grande famiglia che abbiamo individuato. Ne ha selezionati alcuni, lavorando sull’ipotesi che siano importanti nel ridurre le reazioni di difesa della vite. Se questo lavoro giungerà a dimostrare che alcune proteine espresse da questi geni agiscono come “effector”, cioè come agenti che rendono possibile il successo degli attacchi della fillossera alla pianta, sarà allora forse possibile individuare nuove varietà di vite tolleranti o resistenti».

Strategie difensive

Come potrà avvenire, però, la selezione di questi fenotipi tolleranti o resistenti? «Questo è un aspetto centrale», dice Tagu. «Potremmo per esempio pensare di produrre una vite transgenica capace di annullare l’azione di questi “effector”, il che significherebbe avere individuato con un altro studio i bersagli colpiti sulla pianta. Ma il successo scientifico sarebbe probabilmente basso, per l’elevato numero di proteine da studiare e per il fatto che le viti transgeniche, come sappiamo, hanno un livello di accettazione nullo, almeno in Europa. Oppure si potrebbe pensare di selezionare molecole naturali o sintetiche in grado di bloccare le proteine prodotte dalla fillossera e usarle come se fossero “pesticidi”, sperando che la loro efficacia sia tale da non colpire altri insetti o animali la cui azione invece è neutra o benefica per l’ambiente».

Un enorme archivio di informazioni

Ma le opportunità non si esaurirebbero qui. «Allo stesso modo», continua lo scienziato francese, «sarebbe possibile individuare microbi dall’azione benefica, capaci di neutralizzare queste proteine, e utilizzare questi organismi per contrastare la fillossera. Ma al momento siamo molto lontani da una situazione del genere, perché ognuno di questi filoni di ricerca richiede diversi anni di lavoro. Stiamo appena grattando la superficie di ciò che è il genoma della fillossera e di come funziona. Ma almeno ora abbiamo a disposizione un catalogo di geni, un genoma, che rappresenta un enorme serbatoio di conoscenza, un archivio in grado di alimentare gli studi sulle interazioni tra vite e fillossera».

Foto di apertura: una foglia di vite con le caratteristiche galle prodotte dalla fillossera