Le reazioni agli stress delle piante Amedeo Alpi
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
Le reazioni agli stress delle piante
Amedeo Alpi
I fattori ambientali
La Desertificazione Aree soggette a desertificazione
La disponibilità idrica globale Nessuna vulnerabilità Bassa vulnerabilità Media vulnerabilità Alta vulnerabilità Nessun dato
PRECIPITAZIONI GLOBALI IN ITALIA 300Km3, PARI A CIRCA 1000 mm SU TUTTO IL TERRITORIO NAZIONALE MEDIA SUL PIANETA: 730 mm I PIU’ ALTI VALORI: ALPI ED APPENNINI SETTENTRIONALI >3000 mm PIANURA PADANA: 700mm PIANURE MERIDIONALI: 300 mm (fonte Min. Ambiente)
t Kg produzione annuale
media quinquennio
3
350
2
300
1
250
1950 1975 2000 1950 1975 2000
Produzione mondiale di Produzione mondiale di cereali
Disponibilità Alimentari pro capite (1951-1997)
cereali per ettaro (1951-1997)
Disponibilità di
calorie al giorno
meno di 2000
2000-2299
2300-2599
2600-2899
2900-3199
3200 e più
dati insufficienti
Produzione di grano in Francia dal 1815 al 1998
100
75
Resa (qli/ha)
50
25
0
1800 1840 1880 1920 1960 2000
anni
Popolazione mondiale, 1950-1998 e
miliardi proiezioni al 2050
Fonte: UNSuperficie ad OGM
(Milioni di ha)
160.0
140.0 134.0
125.0
120.0 114.3
102.0
100.0
Milioni di ha
90.0
81.0
80.0
67.7
58.7
60.0 52.6
44.2
39.9
40.0
27.8
20.0 11.0
1.7
0.0
Anno
Fonte ISAAASuperficie investita ad agricoltura biologica in Italia
1400000
1200000
1000000
Superficie (ha)
800000
600000
400000
200000
0
1994
1998
1999
1993
1995
1996
1997
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Anno
Fonte: Bio Bank; per il 2000 Aiab, per il 2001 e 2002 Biofach; dal 2003 ISMEA
Al 31 dicembre 2006: 51.000 aziende biologicheInnovazione tecnologica
Genomica funzionale Il genoma di Arabidopsis thaliana è stato interamente sequenziato: su soli 5 cromosomi si trovano circa 30.000 geni, solo una parte dei quali a funzione nota
Biotecnologie
e
biocarburantiKjell Aleklett, University of Uppsala, Sweden
consumo combustibili fossili
AnnoStress ambientali
Gli stress abiotici limitano la produttività
Specie Produzione Produzione Media delle perdite
record media Qli/ha
Qli/ha Qli/ha
condizioni
malattia insetti ambientali
sfavorevoli
erbe altro
infestanti
Mais 193 46 7 7 5 127
Soia 74 16 3 1 3 51
Patata 941 283 80 59 10 509
Tab.1 Produzione record e media; perdite dovute a malattie, insetti e a cattive condizioni
ambientali, di alcune importanti specie coltivate in U.S.A. Valori in q.li ha -1. Adattata da: Wittwer S.H.,
Science, 1975Intervenire sul rapporto piante-ambiente
Conoscenza piante/ambiente
Mais
1950 e anni successivi
Aumento del 50%: Aumento del 50%:
•Fertilizzazione
•Adattamento genetico •Lotta ai parassiti
•Agronomia
STUDIARE L’ADATTAMENTO ALLO STRESSIntervenire sul rapporto piante-ambiente
Conoscenza piante/ambiente
Soia
1970
Aumento di produzione ottenuta
con piante resistenti a potenziali
idrici inferiori a –1,1 Mpa
(frequenti nelle ore pomeridiane)
STUDIARE L’ADATTAMENTO ALLO STRESSVariabilità della fotosintesi e di parametri produttivi in
Tabella 3
diverse specie di Triticum
Fotosintesi Culmi/ Materia Indice Granella
Pianta secca di
(μmol CO2dm-2hr-1) g/8 piante raccolta g/8 piante
Tetraploidi
(2n = 28)
T.durum
11 255 25,40 64,86
(coltivato ) 355
T. dicoccoides
18 236 25,47
(selvatico) 422 10,76
Esaploidi
(2n = 42)
T. aestivum
(coltivato) 287 11 168 34,86 58,57
T. compactum
(selvaggio) 330 16 234 19,83 44,17
Adattata da: Uprety et.al (1987)[CO2]
Foto-respirazione Rubisco Stato idrico
fogliare
carbossilazione
Produzione Area fogliare
Rappresentazione schematica degli effetti iniziali dell’aumento della [CO2]
sulla produzione delle piante C3. L’accresciuta [CO2] aumenta il tasso di
carbossilazione della Rubisco ed inibisce la reazione di ossigenazione
diminuendo la perdita di carbonio fotorespiratorio. Si ottiene così un aumento
di superficie fogliare che determina un feed-back positivo sul tasso
fotosintetico. Questo effetto è ulteriormente rafforzato dalla riduzione della
traspirazione che migliora lo stato idrico della foglia favorendo la crescita.
(Ridisegnato da Long et al., 2004)Figure I Plant phenomics is the study of plant growth, performance and composition.
What is phenomics?
Phenome = Gene × Environment
or the expression of the genome as
traits in a given environment.
Robert T. Furbank , Mark Tester
Phenomics ? technologies to relieve the phenotyping bottleneck
Trends in Plant Science Volume 16, Issue 12 2011 635 - 644
http://dx.doi.org/10.1016/j.tplants.2011.09.005L'era delle scienze "omiche"
Journal of Integrative Plant Biology 2012, 54 (4): 250–259 Invited Expert Review An Integrated Approach to Crop Genetic ImprovementF Martin A. J. Parry∗ and Malcolm J. Hawkesford
Breeding Technologies to Increase Crop Production in a Changing World Science 327, 818 (2010); Mark Tester and Peter Langridge Fig. 1. Cereal production targets. (Left) Global cereal production has risen from 877 million metric tons in 1961 to 2351 million metric tons in 2007 (blue). However, to meet predicted demands (3), production will need to rise to over 4000 million metric tons by 2050 (red). The rate of yield increase must move from the blue trend line (32 million metric tons per year) to the red dotted line (44 million metric tons per year) to meet this demand, an increase of 37%. The inset table shows the 2007 data for the three major cereals. Data are from the FAO: http://faostat.fao.org/.(Right) The greatest demand for yield increases will be from countries in the developing world. [Based on FAO data (26)].
Figure 1 An integrated approach to developing crops that are better adapted to abiotic stresses. Germplasm collections including tolerant crops, landraces and wild relatives of crops can be used to identify or isolate QTL(s), gene(s) or allele(s)... Rajeev K. Varshney , Kailash C. Bansal , Pramod K. Aggarwal , Swapan K. Datta , Peter Q. Craufurd Agricultural biotechnology for crop improvement in a variable climate: hope or hype? Trends in Plant Science Volume 16, Issue 7 2011 363 - 371 http://dx.doi.org/10.1016/j.tplants.2011.03.004
Figure 1 Maize yield gap by region and contribution of five production constraints [ 7 ].
Vivienne M Anthony , Marco Ferroni
Agricultural biotechnology and smallholder farmers in developing countries
Current Opinion in Biotechnology Volume 23, Issue 2 2012 278 - 285
http://dx.doi.org/10.1016/j.copbio.2011.11.020Puoi anche leggere
