Il team ha completato il genoma del castagno di altissima qualità sia per le specie americane che per quelle cinesi, identificando da 25.000 a 30.000 geni in diversi assemblaggi. Hanno poi utilizzato queste informazioni per due tipi di analisi genetica: identificazione quantitativa del locus dei tratti e associazione dell’intero genoma. Entrambi gli approcci mirano a identificare le regioni del genoma associate a tratti specifici e a stimarne gli effetti.
Il lavoro ha suggerito che la resistenza nasce da un numero relativamente elevato di siti, ciascuno con un effetto relativamente piccolo. Ad esempio, i siti nel genoma identificati mediante l’analisi quantitativa dei tratti in genere aumentano l’immunità di circa 10 punti sulla scala di 100 punti dei ricercatori. Nell’analisi dell’intero genoma, 17 varianti genetiche individuali sono state associate a quasi un quarto dei tratti di resistenza ereditari. Tutto ciò suggerisce che, per gli ibridi (e forse per la scarsa resistenza alla peronospora riscontrata nei castagni americani sopravvissuti), sarà necessaria la riproduzione diretta tra gli alberi sopravvissuti.
Per i funghi del marciume radicale, al contrario, sembra esserci un numero limitato di alleli importanti con un grande effetto.
I ricercatori hanno inoltre adottato un approccio alternativo per identificare i fattori di resistenza confrontando 100 sostanze chimiche prodotte da ceppi resistenti e sensibili. Tra le 41 sostanze chimiche rilevate a livelli più elevati nelle castagne cinesi, i ricercatori hanno trovato un metabolita, il lupeolo, che sopprimeva completamente la crescita del fungo patogeno. Un altro, l’eritrodiolo, ne ha limitato la crescita. Se riusciamo a identificare i geni coinvolti nella produzione di tali sostanze chimiche, possiamo utilizzare tale conoscenza per guidare programmi di selezione diretta e persino coinvolgere l’editing genetico per aumentarne la produzione.
Il piano attuale del team è quello di utilizzare le previsioni genomiche per selezionare piantine ibride da piantare in giardini di prova, con l’obiettivo di identificare piante con crescita e resistenza elevate. Da lì il processo può essere ripetuto. Ma nonostante l’esplorazione approfondita dei tratti di resistenza, i ricercatori ritengono che tre approcci – selezione di castagne americane resistenti, allevamento di ibridi derivati da castagne cinesi e modificazione genetica diretta – potrebbero aiutare a riportare in vita la castagna americana.
I ricercatori avvertono, tuttavia, che poiché il degrado ambientale e le specie invasive spingono alcune specie chiave sull’orlo dell’estinzione, dobbiamo migliorare nel salvare tali specie.
Scienza, 2026. DOI: 10.1126/science.adw3225 (Per quanto riguarda il DOI).
