Il futuro del grano duro: genomica e intelligenza artificiale per affrontare il cambiamento climatico. Il grano duro, derivato dal farro selvatico e selezionato dall’uomo neolitico, rappresenta una delle colture fondamentali per l’alimentazione umana. Costituendo circa il 20% delle calorie consumate globalmente, la sua produzione è oggi minacciata dai cambiamenti climatici. Per garantire la sicurezza alimentare e lo sviluppo di varietà resilienti, il progetto Pangenoma sta rivoluzionando la ricerca attraverso l’intelligenza artificiale e il supercalcolo nel cloud.
“L’infrastruttura informatica messa a punto con Microsoft per il progetto Pangenoma frumento duro rappresenta una svolta per chi fa ricerca, perché consente a tutti i ricercatori CREA di accedere da remoto alla più avanzata piattaforma bioinformatica attualmente disponibile. Siamo particolarmente orgogliosi di aver fatto da apripista in tal senso”, dichiara il Prof. Andrea Rocchi, Presidente CREA, in occasione dell’annuncio della collaborazione tra Microsoft e il CREA, con il suo Centro di Genomica e Bioinformatica, nell’ambito di “Pangenoma frumento duro”.
Il ruolo della genomica nella selezione del grano duro
La coltivazione del grano ha attraversato millenni di selezione naturale e umana, adattandosi ai diversi climi e territori. Oggi, infatti, grazie all’avanzamento della genomica, è possibile analizzare il DNA di numerose varietà di grano per individuare caratteristiche genetiche vantaggiose, come la resistenza a malattie, l’adattabilità a condizioni climatiche estreme e una miglior efficienza nell’uso delle risorse naturali.
Il CREA (Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e l’Analisi dell’Economia Agraria), in collaborazione con l’Università di Bologna e l’Università di Saskatchewan, coordina il progetto Pangenoma, che utilizza il cloud Microsoft Azure per analizzare i dati genetici di oltre 40 varietà di grano. Questo approccio consente una ricerca condivisa tra esperti di tutto il mondo, accelerando la scoperta di nuove soluzioni per l’agricoltura sostenibile.
L’uso del cloud e dell’intelligenza artificiale nella ricerca
L’intelligenza artificiale e il supercalcolo offrono strumenti avanzati per interpretare enormi quantità di dati genomici. Il data center Italy North in Italia di Microsoft elabora petabyte di dati attraverso pipeline bioinformatiche open-source, che permettono di mappare i 14 cromosomi del grano duro. Grazie a questa tecnologia, i ricercatori possono estrarre informazioni fondamentali per sviluppare nuove varietà di grano più resistenti e produttive.
Luigi Cattivelli, direttore del CREA, sottolinea l’importanza della collaborazione internazionale resa possibile dal cloud: “Ora i ricercatori di Canada, Australia, Giappone e Stati Uniti possono lavorare sugli stessi dati con gli stessi strumenti. Questo è il vero progresso.“
L’importanza della diversità genetica per il futuro del grano
Uno degli obiettivi del progetto Pangenoma è recuperare e valorizzare le caratteristiche genetiche presenti nelle varietà di grano antico e nelle forme selvatiche. Elisabetta Mazzucotelli, ricercatrice del CREA, spiega: “Dobbiamo trovare e registrare tutta la diversità genetica esistente per affrontare le nuove sfide climatiche. Alcune caratteristiche di resistenza potrebbero essere state trascurate nelle moderne coltivazioni, ma sono ancora presenti nelle popolazioni locali.”
Genomica del grano duro e intelligenza artificiale
Grazie all’analisi bioinformatica e all’intelligenza artificiale, oggi è possibile ottenere risultati in poche settimane o mesi, rispetto agli anni richiesti in passato per identificare singoli geni. Curtis Pozniak, genetista e co-fondatore del progetto, evidenzia come, grazie alla nuova tecnologia, la ricerca diventi più efficiente e accessibile a una comunità scientifica globale.
Con il supporto del PNRR e il progetto AGRITECH, il CREA e i suoi partner stanno ponendo le basi per un futuro in cui il grano duro possa continuare a essere una risorsa essenziale per l’alimentazione mondiale, adattandosi alle sfide imposte dal cambiamento climatico.
(Fonte: CREA)
