Gli operai ispezionano un raccolto di banane in una fattoria in Australia.Credit: Carla Gottgens/Bloomberg/Getty
La corsa alla progettazione della banana di prossima generazione è in corso. Il mese scorso il governo colombiano ha confermato che un fungo che uccide le banane ha invaso le Americhe – la fonte di gran parte della fornitura mondiale di banane. L’invasione ha dato nuova urgenza agli sforzi per creare frutta che possa resistere al flagello.
Gli scienziati stanno usando un mix di approcci per salvare la banana. Un team in Australia ha inserito un gene da banane selvatiche nella varietà commerciale di punta – conosciuta come Cavendish – e stanno attualmente testando queste banane modificate in prove sul campo. I ricercatori si stanno anche rivolgendo al potente e preciso strumento di editing genico CRISPR per aumentare la resistenza della Cavendish contro il fungo, noto come Fusarium wilt tropical race 4 (TR4).
La riproduzione della resistenza TR4 nella Cavendish con metodi convenzionali non è possibile perché la varietà è sterile e propagata per clonazione. Quindi l’unico modo per salvare la Cavendish potrebbe essere quello di modificare il suo genoma, dice Randy Ploetz, un patologo vegetale presso l’Università della Florida a Homestead. La varietà rappresenta il 99% delle spedizioni globali di banane.
James Dale, un biotecnologo della Queensland University of Technology di Brisbane, Australia, ha iniziato a ricevere richieste di informazioni sulle sue banane geneticamente modificate (GM) a luglio, quando sono emerse le prime voci che la TR4 aveva raggiunto la Colombia. “Poi la Colombia ha dichiarato un’emergenza nazionale”, dice Dale, “e ora l’interesse è alle stelle”.
Un’alternativa attraente
Non è la prima volta che una varietà di banana commerciale si trova ad affrontare l’estinzione. Nella prima metà del 1900, un altro ceppo del fungo Fusarium chiamato TR1 ha quasi spazzato via il miglior banano dell’epoca, il Gros Michel. Ma gli agricoltori avevano una riserva nella Cavendish, che era resistente alla TR1, abbastanza dura da sopportare la manipolazione durante l’esportazione e aveva una consistenza e un gusto ampiamente accettabili. Negli anni ’60, i grandi coltivatori di banane come Chiquita, ora con sede a Fort Lauderdale, in Florida, stavano passando alla Cavendish.
Questa volta non ci sono alternative facili. Rodomiro Ortiz, un genetista vegetale presso l’Università svedese di scienze agricole di Alnarp, dice che nessuna specie di banana presente in natura ha le qualità che hanno reso il Cavendish così popolare e la capacità di resistere al TR4.
E il fungo è un avversario duro. Non può essere ucciso con i fungicidi e può rimanere nel terreno fino a 30 anni. Questo ha aiutato TR4 a diffondersi lentamente in tutto il mondo, probabilmente facendo l’autostop su attrezzature contaminate o nel terreno. Il ceppo ha cominciato a distruggere i raccolti di banane negli anni ’90 in Asia prima di invadere l’Australia e i paesi del Medio Oriente e dell’Africa. Ora TR4 è nelle Americhe, e i ricercatori dicono che il Cavendish potrebbe diventare praticamente estinto nei prossimi decenni, a meno che non possano modificarlo per resistere al fungo.
Il team di Dale si è concentrato sull’alterazione delle piante di Cavendish inserendo un gene dalla banana selvatica Musa acuminate malaccensis che conferisce resistenza a TR4. Dopo aver pubblicato risultati promettenti1 nel 2017 da una piccola prova sul campo, ha iniziato uno studio più ampio 15 mesi fa. Dale e i suoi colleghi hanno piantato Cavendish transgeniche su mezzo ettaro di terreno infestato da TR4 nel nord dell’Australia. Le banane transgeniche stanno andando bene, dice Dale, mentre circa un terzo delle banane normali che ha piantato per il confronto sono infettate dal fungo.
Prevede di chiedere ai regolatori australiani l’approvazione per commercializzare una banana Cavendish transgenica dopo la fine dello studio nel 2021. Ma è impossibile prevedere se i funzionari daranno il via libera, o quanto tempo l’approvazione potrebbe prendere.
Anche se la banana transgenica di Dale vince l’approvazione, venderli potrebbe essere un problema. Le colture geneticamente modificate hanno a lungo affrontato il pushback pubblico in tutto il mondo, soprattutto in Europa. “James ha eccellenti banane che sembrano quasi immuni al TR4”, dice Ploetz. “Ma se i consumatori le compreranno è tutta un’altra questione”.
Andare per banane con CRISPR
Nel tentativo di rendere le banane biotech più appetibili per i regolatori, Dale sta anche modificando il genoma della Cavendish con CRISPR per aumentarne la resistenza al TR4, invece di inserire geni estranei. In particolare, sta cercando di attivare un gene dormiente nel Cavendish che conferisce resistenza al TR4 – lo stesso gene che ha identificato nel M. acuminato. Ma il lavoro è ancora nelle sue fasi iniziali. “Ci vorranno un paio d’anni prima che questi arrivino sul campo per le prove”, dice Dale.
Altri ricercatori stanno usando CRISPR per aumentare le difese del Cavendish in modi diversi. Leena Tripathi, una biologa molecolare dell’International Institute of Tropical Agriculture di Nairobi, in Kenya, sta usando lo strumento di editing genico per sopprimere i geni del Cavendish che sembrano rendere la pianta vulnerabile al TR4. Finora, ha modificato solo il tessuto di Cavendish in laboratorio. Il prossimo passo sarà quello di far crescere il tessuto in alberelli, e poi vedere se le piante sopravvivono all’esposizione al TR4. I ricercatori nelle Filippine si sono offerti di aiutare a testare il Cavendish modificato di Tripathi nel loro paese; TR4 è presente lì, ma non in Kenya.
I ricercatori hanno modificato il genoma di giovani piante di banana per resistere a un ceppo di fungo chiamato Fusarium wilt tropical race 1.Credit: Jaindra Tripathi/IITA-Kenya
E una start-up biotech, Tropic Biosciences a Norwich, Regno Unito, sta cercando di usare CRISPR per potenziare il sistema immunitario della Cavendish. Tutte le piante producono piccoli filamenti di RNA che controllano l’attività di alcuni dei loro geni. E studi recenti2 suggeriscono che alcuni di questi filamenti di RNA possono talvolta sopprimere i geni negli agenti patogeni, paralizzando gli invasori. L’azienda biotech sta usando CRISPR per modificare i filamenti di RNA nella Cavendish in modo che mettano a tacere i geni in TR4.
Ma non è chiaro come i regolatori di tutto il mondo accoglieranno le banane geneticamente modificate. Nel 2016, il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti ha deciso di non regolare un fungo il cui genoma è stato modificato utilizzando CRISPR, suggerendo che potrebbero trattare le banane modificate in modo simile. E i governi di Colombia, Cile, Brasile, Giappone e Israele hanno rilasciato dichiarazioni ufficiali che indicano che potrebbero anche essere indulgenti sulle colture modificate con CRISPR. L’Unione europea, tuttavia, ha detto che valuterà le colture geneticamente modificate con lo stesso rigore con cui valuta gli altri alimenti GM.
Ortiz sostiene gli sforzi di ingegneria dei ricercatori, ma mette in guardia dal concentrarsi solo su una soluzione biotecnologica al flagello strisciante delle banane. Ci sono più di mille altri tipi di banane oltre alla Cavendish, dice. Non producono rendimenti così grandi come quelli della Cavendish, non spediscono altrettanto bene, né hanno lo stesso sapore, ma Ortiz dice che le aziende commerciali di banane potrebbero provare a creare un mercato per queste varietà alternative.
“Dovremmo sfruttare la diversità disponibile”, dice, “e avere una campagna di marketing che dica che si può godere della banana in altri modi”.