La fissazione dei legumi per l'azoto - Le Scienze

La preziosa capacità di queste piante è legata alla duplicazione del loro genoma avvenuta 58 milioni di anni fa, che ha permesso ad alcuni geni duplicati di assumere una nuova funzione: controllare la produzione dei noduli radicali che ospitano i batteri simbionti. Questi vegetali sono anche particolarmente ricchi di geni che conferiscono resistenza ai microrganismi patogeni (red)

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Il sequenziamento del genoma di Medicago, una pianta strettamente imparentata con l'erba medica che rappresenta il modello d'elezione per lo studio della biologia delle leguminose, è stato realizzato da ricercatori del John Innes Centre, presso il Norwich Research Park, che ne danno notizia in un articolo pubblicato su "Nature".

La ricerca fornisce nuove informazioni sull'evoluzione della sottofamiglia delle leguminose che comprende piselli, fagioli, soia e tutti gli altri legumi di interesse agricolo, sia per i loro prodotti sia per la loro capacità di fissare l'azoto atmosferico, grazie alla simbiosi con alcuni batteri.

Le nuove scoperte suggeriscono che questa utile caratteristica possa essere in buona parte attribuita a un evento genetico verificatosi 58 milioni anni fa, per effetto di una duplicazione del genoma della pianta. Questo tipo di modificazione rende più facile il verificarsi di mutazioni collegate allo sviluppo di nuove funzioni, consentendo di mantenere inalterato il ruolo dei geni originali.

"La duplicazione dell'intero genoma sembra aver avuto un giocato un ruolo cruciale nella imponente radiazione di questa sottofamiglia delle leguminose", ha detto Jane Rogersil, che ha partecipato alla ricerca. "Questo evento ne ha riconformato i genomi, contribuendo al loro successo, e aumentando significativamente il loro futuro valore per l'uomo."

Risultato di questa duplicazione fu infatti l'emergere di altri geni che si sono specializzati nel controllo delle funzioni relative al nodulo radicale. Questo organo è formato dai legumi per ospitare i batteri fissatori dell'azoto atmosferico, che lo forniscono in una forma utilizzabile dalla pianta, che a sua volta assicura ai microrganismi l'approvvigionamento di zuccheri e proteine.

"La simbiosi delle leguminose con i rizobi è la più

grande fonte di fertilizzanti azotati naturali, non sintetici, in agricoltura", ha detto il professor Nevin Giovani dell'Università del Minnesota.

Gli scienziati hanno anche scoperto nel genoma di Medicago sono presenti più geni NBS-LRR - una classe di geni che conferisce resistenza ai microrganismi patogeni - che in qualsiasi altro genoma di pianta fino a oggi sequenziata. "Anche questa è potenzialmente una risorsa utilmente sfruttabile", ha detto il professor Oldroyd.

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via lescienze.it