Matematici e biologi uniti in difesa del grano contro i parassiti, senza danneggiare l’ambiente o le api. Un matematico dell’Università del Sussex, Konstantin Blyuss, ha messo a punto un pesticida che rispetta l’ambiente. Blyuss ha collaborato con biologi dell’Accademia Nazionale delle Scienze dell’Ucraina sviluppando un metodo genico in grado di colpire i nematodi, microscopici vermi parassitari che distruggono le colture di grano. Si stima che, ogni anno, vengano persi circa 130 miliardi di dollari di colture a causa dei nematodi.

Combattere i parassiti con pesticidi chimici rischia di produrre danni a quegli insetti che, invece, sono benefici per la pianta e per l’ambiente in generale. Nel terreno, esistono batteri presenti naturalmente che possono aiutare a proteggere le piante dai nematodi ma finora non era mai stato trovato un modo efficace per sfruttare la potenza di questi microrganismi per proteggere le colture su larga scala. Attraverso biostimolanti derivanti da questi batteri, Blyuss e colleghi, tramite la tecnica l’interferenza dell’RNA (RNAi), sono riusciti a “silenziare” i geni caratteristici del nematode che assicurano la produzione di proteine indispensabili per sopravvivere e moltiplicarsi. Inoltre, questi biostimolanti “spengono” i geni della pianta che sono il bersaglio dei nematodi, il che rende molto più difficile per il parassita danneggiare il raccolto.

Blyuss, in particolare, ha sviluppato un modello matematico che spiega come l’interferenza dell’RNA funziona nelle piante e mostra il modo più efficace di applicare i biostimolanti per mantenere il raccolto al sicuro dai nematodi. “I modelli matematici ci hanno fatto capire come i biostimolanti vengono assorbiti dal grano, quindi ora conosciamo il modo migliore per consegnarli a destinazione. Abbiamo anche analizzato il modo in cui l’RNAi si produce all’interno delle piante e dei nematodi, ossia in che modo la pianta è in grado di spegnere specifici geni coinvolti nel processo del parassitismo dei nematodi, arrestando così l’infestazione. Il nematode ingerisce composti che silenziano alcuni dei suoi geni essenziali, causandone la morte” ha spiegato Blyuss.

Il processo di silenziamento genico viene attivato quando i biostimolanti (che sono metaboliti di batteri presenti naturalmente nel terreno) vengono applicati al grano immergendo i semi o le radici in una soluzione che li contiene, oppure aggiungendo la soluzione al terreno in cui le piante crescono. “Immergendo i semi della pianta nella soluzione con i biostimolanti, la pianta diventa un ‘cavallo di Troia’ per la consegna di composti prodotti all’interno delle piante ai nematodi, che finiscono per morire. Abbiamo preso di mira i geni specifici del nematode, quindi sappiamo che questa tecnica non influenzerà le altre creature” ha spiegato Blyuss.

I biostimolanti vanno infatti ad agire solo su specifici nematodi e non danneggiano altre specie di insetti. E, poiché sono presenti in natura, piuttosto che fatti di sostanze chimiche, potrebbero potenzialmente essere utilizzati in futuro dagli agricoltori biologici per rendere il cibo bio più conveniente.

I risultati, pubblicati sulla rivista Frontiers in Plant Science, mostrano che immergere i semi delle piante nella soluzione biostimolante aumenta le possibilità di sopravvivenza delle colture tra il 57 e il 92%. La tecnica riduce anche il livello di infestazione da nematodi dal 73% all’83%, rispetto alle piante coltivate senza biostimolanti.