Forse abbiamo capito da dove arriva il riso che mangiamo
Uno studio su larga scala del genoma del riso ha dimostrato che questo cereale è arrivato sulle nostre tavole grazie ad almeno due eventi di domesticazione indipendenti
Può essere difficile immaginarlo per un popolo che ama la pasta, ma è il riso il cereale più consumato al mondo. Una vera e propria commodity alimentare addomesticata in Cina e poi diffusasi in tutta l’Asia. O almeno questa era l’idea più diffusa fino a poco tempo fa quando uno studio pubblicato su Nature Plants ha dimostrato che in realtà questa pianta sia andata incontro ad almeno due eventi di domesticazione distinti.
La questione della domesticazione di Oryza sativa L., il riso asiatico che costituisce in assoluto la specie più coltivata di riso al mondo, è stata a lungo oggetto di dibattito nella comunità scientifica. Come spesso accade, gli esperti sono divisi in due fazioni. Da una parte gli scienziati convinti che la domesticazione sia frutto di un singolo evento, dall’altra chi pensa che l’uomo abbia domesticato il riso più volte e in luoghi differenti nel corso della Storia.
Il dibattito è giustificato da prove a supporto di entrambe le ipotesi.
A sostegno dell’ipotesi della domesticazione multipla ci sono diversi studi genetici sulle due principali cultivar di riso: O. sativa ssp. japonica e O. sativa ssp. indica.
In queste analisi, le due piante rappresentano un pool di geni ben differenziato e più simile alle specie selvatiche che tra di loro.
Al contrario invece, altre pubblicazioni hanno evidenziato come entrambe condividano gli stessi geni della domesticazione. Secondo questa ipotesi quindi, l’antenato selvatico deve essere lo stesso.
Per provare a fare chiarezza sulla questione, il team di ricerca guidato dall’Istituto Botanico dell’Accademia Cinese delle Scienze ha eseguito uno studio su ampia scala.
I ricercatori hanno analizzato piante coltivate e selvatiche provenienti da diverse zone dell’Asia.
Per uno studio approfondito serve un grande database
Per destreggiarsi in questo intricato problema, gli scienziati si sono rimboccati le maniche e hanno acquistato e coltivato numerosi semi di riso selvatico. Osservando il fenotipo delle piante adulte hanno notato una cosa sorprendente; quasi un seme su quattro di O. rufipogon e O. nivara, le due specie selvatiche progenitrici del riso moderno, era stato classificato erroneamente dalle banche dei semi. Utilizzando 15 caratteri diagnostici che permettono di distinguere una specie dall’altra i ricercatori gli hanno quindi riclassificati e successivamente ne hanno sequenziato il genoma. Inoltre negli esperimenti hanno incluso anche 37 varietà locali, tra cui 14 appartenenti al gruppo rayada. Questo riso è tipico del Bangladesh ed è di particolare interesse in quanto condivide diversi tratti con il riso selvatico. In questo modo gli scienziati hanno risolto uno dei limiti dei precedenti studi sul genoma del riso selvatico: la scarsità del campione preso in esame.
Per capirci qualcosa bisogna però confrontare questa mole di informazioni con il genoma del riso coltivato. Nessun problema, selezionando accuratamente nei diversi database disponibili pubblicamente hanno trovato quello che cercavano: l’intero genoma sequenziato di numerose altre piante di riso. Mettendo tutto insieme gli esperti dell’Istituto Botanico sono riusciti ad analizzare 457 genomi di riso selvatico e 1121 di riso coltivato per un totale di 1578 sequenze di piante provenienti da 25 diversi Paesi.
Se tutte queste regioni dovessero originare da un unico genitore selvatico comune allora ci sarebbe una forte evidenza per sostenere la tesi della singola domesticazione.
Sarebbe infatti difficile pensare che tali modifiche essendo comuni a entrambe le specie si siano originate e selezionante in maniera indipendente.
Studiando il genoma in questo modo hanno scoperto che la maggior parte di questi geni, più o meno l’80%, ha avuto origine da O. rufipogon in Cina. Una parte minoritaria di queste regioni però deriva invece da O. nivara e si è originata nell’Asia meridionale e nel Sud-Est asiatico.
Questa scoperta dimostrerebbe quindi che sono almeno due gli eventi di domesticazione che hanno dato origine al riso moderno. In seguito, nel corso del tempo questi primi risi coltivati hanno viaggiato assieme all’uomo. Hanno finito per incontrarsi e per scambiarsi materiale genetico fino a formare il riso che oggi conosciamo e apprezziamo sulle nostre tavole.
I risultati riportati in questa pubblicazione sono coerenti anche con alcune recenti scoperte archeologiche. Secondo alcuni ritrovamenti infatti la domesticazione di indica potrebbe essere iniziata in India circa 8000 anni fa. Prima quindi dell’arrivo di japonica in quell’area.
Inoltre, grazie alle metodologie utilizzate nello studio i ricercatori sperano che in futuro sarà possibile fare luce anche su altre specie coltivate la cui origine evolutiva è ancora incerta.
Immagine: di 41330 da Pixabay
Riferimenti:
Jing, CY., Zhang, FM., Wang, XH. et al. Multiple domestications of Asian rice. Nat. Plants 9, 1221–1235 (2023). https://doi.org/10.1038/s41477-023-01476-z
La questione della domesticazione di Oryza sativa L., il riso asiatico che costituisce in assoluto la specie più coltivata di riso al mondo, è stata a lungo oggetto di dibattito nella comunità scientifica. Come spesso accade, gli esperti sono divisi in due fazioni. Da una parte gli scienziati convinti che la domesticazione sia frutto di un singolo evento, dall’altra chi pensa che l’uomo abbia domesticato il riso più volte e in luoghi differenti nel corso della Storia.
Il dibattito è giustificato da prove a supporto di entrambe le ipotesi.
A sostegno dell’ipotesi della domesticazione multipla ci sono diversi studi genetici sulle due principali cultivar di riso: O. sativa ssp. japonica e O. sativa ssp. indica.
In queste analisi, le due piante rappresentano un pool di geni ben differenziato e più simile alle specie selvatiche che tra di loro.
Al contrario invece, altre pubblicazioni hanno evidenziato come entrambe condividano gli stessi geni della domesticazione. Secondo questa ipotesi quindi, l’antenato selvatico deve essere lo stesso.
Per provare a fare chiarezza sulla questione, il team di ricerca guidato dall’Istituto Botanico dell’Accademia Cinese delle Scienze ha eseguito uno studio su ampia scala.
I ricercatori hanno analizzato piante coltivate e selvatiche provenienti da diverse zone dell’Asia.
Per uno studio approfondito serve un grande database
Per destreggiarsi in questo intricato problema, gli scienziati si sono rimboccati le maniche e hanno acquistato e coltivato numerosi semi di riso selvatico. Osservando il fenotipo delle piante adulte hanno notato una cosa sorprendente; quasi un seme su quattro di O. rufipogon e O. nivara, le due specie selvatiche progenitrici del riso moderno, era stato classificato erroneamente dalle banche dei semi. Utilizzando 15 caratteri diagnostici che permettono di distinguere una specie dall’altra i ricercatori gli hanno quindi riclassificati e successivamente ne hanno sequenziato il genoma. Inoltre negli esperimenti hanno incluso anche 37 varietà locali, tra cui 14 appartenenti al gruppo rayada. Questo riso è tipico del Bangladesh ed è di particolare interesse in quanto condivide diversi tratti con il riso selvatico. In questo modo gli scienziati hanno risolto uno dei limiti dei precedenti studi sul genoma del riso selvatico: la scarsità del campione preso in esame. Per capirci qualcosa bisogna però confrontare questa mole di informazioni con il genoma del riso coltivato. Nessun problema, selezionando accuratamente nei diversi database disponibili pubblicamente hanno trovato quello che cercavano: l’intero genoma sequenziato di numerose altre piante di riso. Mettendo tutto insieme gli esperti dell’Istituto Botanico sono riusciti ad analizzare 457 genomi di riso selvatico e 1121 di riso coltivato per un totale di 1578 sequenze di piante provenienti da 25 diversi Paesi.
Distribuzione geografica dei 457 risi selvatici analizzati. Immagine: dalla pubblicazione
Antenati diversi per geni condivisi
In tutta questa montagna di dati i ricercatori sono andati a osservare delle regioni geniche specifiche. Porzioni di genoma connesse alla domesticazione e sottoposte a selezione naturale. Zone in cui il DNA si è modificato, magari a causa di una mutazione, e in seguito all’azione della selezione questa modifica si è stabilizzata all’interno del genoma. Gli scienziati hanno selezionato queste regioni comuni sia a sativa che a japonica. Successivamente hanno ulteriormente filtrato queste porzioni di DNA selezionando solo quelle che insieme erano in grado di formare un gruppo monofiletico.
La domesticazione del riso secondo gli autori. Nel riso che coltiviamo oggi si trovano soprattutto alleli domesticati in Cina (quadrati verdi), ma c’è anche il contributo dell’Asia meridionale e del Sud-est asiatico (triangoli marroni). Immagine: dalla pubblicazione
Sarebbe infatti difficile pensare che tali modifiche essendo comuni a entrambe le specie si siano originate e selezionante in maniera indipendente.
Studiando il genoma in questo modo hanno scoperto che la maggior parte di questi geni, più o meno l’80%, ha avuto origine da O. rufipogon in Cina. Una parte minoritaria di queste regioni però deriva invece da O. nivara e si è originata nell’Asia meridionale e nel Sud-Est asiatico.
Questa scoperta dimostrerebbe quindi che sono almeno due gli eventi di domesticazione che hanno dato origine al riso moderno. In seguito, nel corso del tempo questi primi risi coltivati hanno viaggiato assieme all’uomo. Hanno finito per incontrarsi e per scambiarsi materiale genetico fino a formare il riso che oggi conosciamo e apprezziamo sulle nostre tavole.
I risultati riportati in questa pubblicazione sono coerenti anche con alcune recenti scoperte archeologiche. Secondo alcuni ritrovamenti infatti la domesticazione di indica potrebbe essere iniziata in India circa 8000 anni fa. Prima quindi dell’arrivo di japonica in quell’area.
Inoltre, grazie alle metodologie utilizzate nello studio i ricercatori sperano che in futuro sarà possibile fare luce anche su altre specie coltivate la cui origine evolutiva è ancora incerta.
Immagine: di 41330 da Pixabay
Riferimenti:
Jing, CY., Zhang, FM., Wang, XH. et al. Multiple domestications of Asian rice. Nat. Plants 9, 1221–1235 (2023). https://doi.org/10.1038/s41477-023-01476-z
Mi sono laureato in Biotecnologie Industriali, e lavoro per una multinazionale che sviluppa test diagnostici per l’industria agroalimentare. Interessato alla comunicazione scientifica per passione, dopo qualche esperienza con un’associazione di divulgazione mi sono iscritto al Master in Giornalismo e comunicazione istituzionale della Scienza dell’Università di Ferrara.
