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Volume dell'eredità 128, pagine 460–472 (2022)Citare questo articolo

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I sistemi di sostentamento basati sull’agricoltura, già vulnerabili a causa di molteplici sfide, si trovano ad affrontare il rischio immediato di un aumento dei fallimenti dei raccolti a causa dei capricci meteorologici. Come selezionatori e biotecnologi, la nostra strategia è quella di promuovere e innovare la selezione per colture resistenti alle intemperie. La tolleranza allo stress delle piante è una caratteristica geneticamente complessa. Inoltre, le colture raramente affrontano un singolo tipo di stress in modo isolato ed è difficile per le piante affrontare più stress contemporaneamente. Uno degli approcci più utili per creare colture resistenti allo stress è l’editing del genoma e la trans-o cis-genesi. Delle centinaia di geni che rispondono allo stress, molti sono stati utilizzati per conferire tolleranza contro un particolare fattore di stress, mentre alcuni sono stati utilizzati in combinazione per la piramidi genica contro molteplici stress. Tuttavia, un approccio migliore sarebbe quello di utilizzare geni pleiotropici multiruolo che consentono alle piante di adattarsi simultaneamente a numerosi stress ambientali. Qui tentiamo di integrare e presentare le informazioni sparse pubblicate negli ultimi tre decenni su questi geni pleiotropici per il miglioramento delle colture e il rimodellamento dei futuri sistemi di coltivazione. Articoli di ricerca che convalidano i ruoli funzionali dei geni nelle piante transgeniche sono stati utilizzati per creare gruppi di geni pleiotropici multiruolo che potrebbero essere geni candidati per lo sviluppo di varietà di colture resistenti alle intemperie. Queste varietà di colture biotecnologiche contribuiranno a creare “aziende agricole ad alto valore” per raggiungere l’obiettivo di un aumento sostenibile della produttività alimentare globale e stabilizzare i prezzi alimentari garantendo un approvvigionamento alimentare sicuro e senza fluttuazioni. Potrebbe anche contribuire a creare un deposito genetico attraverso la sintesi genetica artificiale per una “produzione alimentare resiliente e di alto valore” per il 21° secolo.

Con le nuove sfide del 21° secolo, la transizione agricola è diventata un imperativo per la sicurezza alimentare e nutrizionale nella nuova era. L’agricoltura si trova attualmente ad affrontare sfide formidabili per nutrire una popolazione in crescita in modo sostenibile (Firbank et al. 2018). La situazione è diventata complicata e peggiorata in vista dell’esaurimento delle risorse, del cambiamento climatico e delle sfide dovute a pandemie come il COVID-19. C’è un bisogno immediato di esplorare modi e mezzi per sviluppare un solido sistema di produzione alimentare che possa sopravvivere alle sfide del cambiamento climatico, della riduzione delle risorse e delle preferenze dei consumatori per alimenti nutrienti. Nel 2008, l’Organizzazione per l’alimentazione e l’agricoltura, il Fondo internazionale per lo sviluppo agricolo, il Programma alimentare mondiale delle Nazioni Unite e il Gruppo consultivo sulla ricerca agricola internazionale hanno convocato una conferenza di alto livello sulla sicurezza alimentare mondiale. In questa conferenza, 181 paesi hanno adottato una dichiarazione secondo cui “è essenziale affrontare la questione di come aumentare la resilienza degli attuali sistemi di produzione alimentare alle sfide poste dai cambiamenti climatici” (Husaini e Tuteja 2013). Il National Climate Assessment degli Stati Uniti, il Programma di ricerca sul cambiamento globale, ha evidenziato che il cambiamento climatico pone diverse sfide alla produzione agricola e che si prevede che i raccolti diminuiranno a causa delle alterazioni delle temperature e della disponibilità di acqua, dell’erosione del suolo e dell’epidemia di parassiti e malattie (Reidmiller et al. al. 2018). Secondo il Global Report on Food Crises (GRFC 2020), una valutazione congiunta basata sul consenso delle situazioni acute di insicurezza alimentare in tutto il mondo da parte di 16 organizzazioni partner, le condizioni meteorologiche estreme sono state le principali cause della grave situazione di insicurezza alimentare per quasi 34 milioni di persone in 25 paesi nel 2019 rispetto ai 29 milioni del 2018. Inoltre, la crescente intensità e gravità di questi eventi meteorologici estremi ha causato un aumento del numero di persone che si trovano ad affrontare crisi alimentari nel 2019 rispetto al 2018 (GRFC 2020). Questi eventi meteorologici estremi sono generalmente un insieme di molteplici tipi di stress e sono molto complicati da gestire.