Coltura antica

Il frumento e l'orzo hanno sostenuto la civiltà umana per oltre 10.000 anni, adattandosi a nuovi ambienti man mano che l'agricoltura si diffondeva attraverso i continenti.

Ora, i ricercatori hanno scoperto somiglianze genetiche tra queste antiche colture che potrebbero aiutare a sviluppare varietà meglio attrezzate per resistere alla siccità e ad altre sfide ambientali.

Ricostruzione dei genomi di piante antiche

Ricercatori dell'INRAE, dell'Università di Clermont Auvergne e del CNRS hanno confrontato i genomi di 84 specie moderne di piante da fiore, ricostruendo 10 genomi ancestrali risalenti a oltre 200 milioni di anni fa.

Questi genomi ricostruiti, noti come paleogenomi, rivelano come fosse organizzato il materiale genetico nelle piante antiche e quali geni si siano conservati nel corso dell'evoluzione.

Gli scienziati hanno identificato geni che mantengono funzioni biologiche simili in specie diverse. Tali analogie potrebbero aiutare i ricercatori a comprendere importanti caratteristiche agronomiche, tra cui la tolleranza alla siccità, il periodo di fioritura e la produttività.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista *Molecular Plant* nel settembre 2026, basandosi su una ricerca correlata apparsa su *Nature Plants* nel novembre 2025.

Diecimila anni di adattamento

Il frumento e l'orzo sono risultati particolarmente preziosi per questa ricerca, poiché entrambe le colture furono addomesticate nella Mezzaluna Fertile oltre 10.000 anni fa. Con l'espansione dell'agricoltura, questi cereali si sono trovati ad affrontare variazioni di temperatura, regimi di precipitazioni e condizioni di crescita mutevoli.

I ricercatori hanno confrontato 1.420 varietà moderne di frumento e orzo, rappresentative della diversità genetica globale, insieme a resti di frumento antico risalenti a circa 5.000 anni fa.

L'analisi ha individuato circa 100 varianti genetiche di potenziale importanza per l'adattamento. Ha inoltre rivelato prove di selezione convergente, un fenomeno in cui colture diverse sviluppano o conservano caratteristiche genetiche simili in risposta a pressioni ambientali comparabili.

Nel frumento, il team ha confermato il coinvolgimento di tre geni già caratterizzati in altre specie vegetali. Due di essi influenzano la resa e il periodo di fioritura, mentre il terzo partecipa alla regolazione epigenetica, che incide sull'attività genica senza modificare la sequenza del DNA sottostante.

Geni condivisi e resilienza climatica

Un'importante scoperta è emersa dal fatto che frumento e orzo mostrano risposte genetiche sovrapponibili, nonostante le loro distinte storie evolutive.

I ricercatori hanno individuato segnali di selezione associati alla produttività agricola e all'adattamento agli stress ambientali. Tuttavia, hanno anche riscontrato differenze genetiche tra popolazioni provenienti da diverse aree geografiche.

Questi risultati suggeriscono che il confronto tra colture affini potrebbe rivelare caratteristiche genetiche utili che, altrimenti, resterebbero trascurate.

Jérôme Salse, direttore di ricerca presso l'INRAE, ha spiegato che esaminare i cambiamenti genetici avvenuti durante la domesticazione può aiutare a identificare varianti selezionate ripetutamente in ambienti soggetti a vincoli climatici simili. Tali conoscenze potrebbero sostenere i programmi di miglioramento genetico volti ad affrontare il cambiamento climatico.

Nuovi strumenti per il miglioramento genetico delle colture

I gruppi di ricerca hanno inoltre sviluppato due strumenti ad accesso libero per aiutare gli scienziati a studiare l'evoluzione delle piante. L'Ancestral Genome Reconstruction (AGR) consente ai ricercatori di confrontare i genomi moderni e ricostruire le strutture genetiche ancestrali.

OrthoViewer fornisce informazioni sui geni conservati in 84 specie vegetali di interesse agricolo. Il suo database comprende 1.142 geni, le cui funzioni biologiche e la cui rilevanza agricola sono già state descritte nella letteratura scientifica.

Nel loro insieme, queste risorse potrebbero aiutare i selezionatori a individuare varianti genetiche promettenti e a trasferire le conoscenze acquisite su una coltura alla ricerca su un'altra.

I prossimi passi

I ricercatori stanno estendendo le loro indagini ad altre importanti colture cerealicole, tra cui riso, mais e sorgo. Sebbene i risultati non portino nell'immediato alla creazione di varietà resistenti alla siccità, essi offrono potenziali bersagli genetici per il miglioramento varietale futuro. Saranno necessari ulteriori esperimenti per determinare in che modo le singole varianti influenzino le prestazioni delle colture in condizioni agricole reali.

Combinando l'antica storia evolutiva con le moderne analisi genetiche, gli scienziati stanno acquisendo nuovi strumenti per studiare caratteristiche in grado di rendere l'agricoltura più resiliente di fronte ai cambiamenti climatici.