Le piante erbacee provvedono a gran parte dell’approvvigionamento alimentare e risultano una fonte promettente per ottenere energie alternative. Tra queste, la grande famiglia delle Graminacee (Poaceae) include approssimativamente 10,000 specie classificate in 600-700 generi che dominano molti sistemi ecologici e agricoli, andando a ricoprire circa il 20% della superficie terrestre.
Negli ultimi anni sono stati compiuti diversi studi volti a capire la loro evoluzione e una chiara idea sulla loro origine è derivata dallo studio del genoma presente nei loro cloroplasti. Il ritrovamento di polline fossile, inoltre, ha permesso di datare l’origine delle piante erbacee e di individuare antenati risalenti a 55, se non addirittura 70, milioni di anni fa.
Ad oggi gli studi genomici si sono largamente focalizzati a due particolari sottofamiglie che rivestono anche un importante ruolo economico, poiché alla base dell’alimentazione di molti popoli: le Ehrhartoideae (es. riso) e le Panicoideae (es. mais, sorgo, canna da zucchero e miglio).
Brachypodium distachyon è una pianta erbacea annuale appartenente alla famiglia delle Poaceae e affine ai principali cereali come il grano, l’orzo e l’avena. Nonostante abbia un interesse limitato da un punto di vista agrario, l’unicità del B. distachyon risiede nel fatto di possedere un genoma relativamente piccolo (300-320 Mbp), quindi facile da sequenziare, di svilupparsi rapidamente e possedere un ciclo breve, pur crescendo in modo compatto, e di avere disponibilità di ecotipi diploidi, tetraploidi, esaploidi. Tutto ciò lo rende un buon organismo modello per gli studi digenomica funzionale. 
Recentemente un team di ricerca internazionale è riuscito a sequenziale Brachypodium distachyon, nell’ambito del progetto AGRON-OMICS (“Arabidopsis growth network integrating omics technologies”) che è stato finanziato dall’UE e rientra nell’area tematica “Scienze della vita, genomica e biotecnologia per la salute” del Sesto programma quadro (6° PQ). Lo studio è stato condotto dal Centro John Innes nel Regno Unito, dalla Oregon State University negli Stati Uniti e dal Department of Energy Joint Genome Institute e Department of Agriculture degli Stati Uniti.
Sequenziando il B. distachyon, i ricercatori hanno fatto luce su come i genomi dell’erba si sviluppano e si diffondono allo scopo anche di capire come funzionano i geni e agevolare così il processo di miglioramento delle colture. Secondo i ricercatori, i risultati del loro studio indicano come B. distachyon si possa usare per esplorare i genomi, affini ma molto più grandi e complessi, del grano e dell’orzo, in quanto dal sequenziamento del loro genoma è emerso un grado di struttura e organizzazione genetica mantenuta.
Come ha spiegato il professor Michael Bevan del Centro John Innes, l’analisi del genoma del Brachypodium inoltre è una risorsa chiave per assicurare riserve alimentari sostenibili, mangime e carburante da colture consolidate come grano, orzo e piante da foraggio e per sviluppare colture per la produzione di risorse e energie rinnovabili.
Con l’effetto dei cambiamenti climatici e l’aumentare della popolazione mondiale che porterà ad un aumento della richiesta di cibo, risulta essenziale continuare a sviluppare e implementare i rendimenti delle colture agricole e alcune piante sembrano essere i candidati migliori per raggiungere questo scopo.
I risultati ottenuti da questo studio, perciò, permettono agli scienziati di usare le risorse genetiche che si stanno sviluppando dal Brachypodium per determinare le funzioni dei geni coinvolti nella produttività delle piante erbacee ed accelerare così la ricerca sulla produzione sostenibile di cibo e sulle nuove fonti di energia.
Laura
Per maggiori informazioni:
- The International Brachypodium Initiative. (2010) Genome sequencing and analysis of the model grass Brachypodium distachyon. Nature, 463, 763-768. DOI: 10.1038/nature08747. http://www.nature.com/
- AGRON-OMICS: http://www.agron-omics.eu/
- http://www.brachypodium.org/
- Somerville, C. The billion-ton biofuels vision. Science 312, 1277 (2006).
- Kellogg, E. A. Evolutionary history of the grasses. Plant Physiol. 125, 1198–1205 (2001).
- Draper, J. et al. Brachypodium distachyon. A new model system for functional genomics in grasses. Plant Physiol. 127, 1539–1555 (2001).
