Tecnologie di Evoluzione Assistita
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Tecnologie
di Evoluzione la nuova via
Assistita per la sostenibilità
dell'agricoltura italiana
Supplemento al n. 27/2021 - Poste Italiane spa - Sped. in A.P. - D.L. 353/2003 (Conv. in L. 27-2-2004 n. 46) Art. 1, Comma 1, DCB Verona • Anno 72 - ISSN 0020-0689 - C.P. 520 - 37100 Verona - www.informatoreagrario.it
Con le TEA, Tecnologie
di Evoluzione Assistita,
ogni «ambiente» avrà
la varietà più adatta
Un’iniziativa di: Con il supporto di:
L’affidabilità
L’affidabilità
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Da oltre 75 anni SOMMARIO N° 27 SUPPLEMENTO DEL 2 SETTEMBRE 2021
il settimanale
Tecnologie
indipendente al servizio
dell’agricoltura italiana
di Evoluzione
Assistita
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Fondato nel 1945
da Alberto Rizzotti
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Registrazione Tribunale di Verona n. 46 del 19-9-1952.
Poste Italiane spa - Sped. in A.P. - D.L. 353/2003 (conv. in L.
27-2-2004 n. 46) Art. 1, Comma 1, DCB Verona.
ISSN 0020-0689 - Copyright © 2021 L’Informatore
Agrario di Edizioni L’Informatore Agrario srl.
Vietata la riproduzione parziale o totale di testi
e illustrazioni a termini di legge. IN QUESTO NUMERO Fabio Fornara
Dipartimento di Bioscienze
QUOTE DI ABBONAMENTO 2021
Italia: un anno, € 109,00 (42 numeri) 5 • Coltivatori e ricercatori uniti Università degli Studi di Milano
Michela Janni
Estero: su richiesta a clienti@ediagroup.it
Sono previste speciali quote di abbonamento per il rilancio dell’agricoltura Istituto di Bioscienze e Biorisorse
per studenti di ogni ordine e grado Ettore Prandini CNR Bari
(per informazioni rivolgersi al Servizio Clienti).
Una copia (numero + event. supplemento): € 3,50. Coldiretti Gianpiero Marconi, Daniele Rosellini
Copie arretrate: € 7,00 (per gli abbonati € 5,00) cadauna. Mario Enrico Pé Dipartimento di Scienze Agrarie,
Aggiungere un contributo di € 3,50 per spese postali,
indipendentemente dal numero di copie ordinate. Scuola Superiore Sant’Anna (Pisa) Alimentari e Ambientali
Presidente SIGA Università di Perugia
Come abbonarsi:
• www.ediagroup.it/miabbonxxAAo con carta di credito
Visxxa, Mastercard, American Express, PayPal, PostePay
6 • TEA e OGM sono diversi Chiara Volpi
o MyBank. Paolo De Castro Enza Zaden Italia Riserca srl
• Conto corrente postale n. 10846376 intestato a Parlamento europeo Sede di Tarquinia (Viterbo)
Edizioni L’Informatore Agrario srl - L’Informatore
Agrario - Serv. Abbonamenti. 7 • TEA, miglioramento genetico
L’ordine di abbonamento o di copie può essere fatto
rivolgendosi direttamente al Servizio Clienti. preciso e veloce 11 • Il rilancio della cerealicoltura
Servizio Clienti: passa anche dalle TEA
Tel. 045.8009480 dalle 8.30 alle 13.00
e dalle 14.00 alle 17.30 dal lunedì al venerdì.
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I dati personali da Lei forniti verranno trattati da Edizioni L’Informatore
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di abbonamento nonché per informarLa circa iniziative di carattere
editoriale e promozionale che riteniamo possano interessarLa.
Lei potrà rivolgersi ai sottoscritti per far valere i diritti previsti dal
Regolamento europeo per la protezione dei dati personali n. 2016/679.
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Raffaella Battaglia Chiara Volpi Sara Zenoni
CREA, Centro di ricerca Genomica Enza Zaden Italia Riserca srl Dipartimento di Biotecnologie
e Bioinformatica Sede di Tarquinia (Viterbo) Università di Verona
Fiorenzuola d’Arda (Piacenza)
Marco Maccaferri 21 • Con le TEA leguminose 26 • Grazie alle TEA
Dipartimento di Scienze e Tecnologie più produttive e nutritive la frutticoltura può essere 2.0
Agro-Alimentari
Università di Bologna
Stefania Masci, Francesco Sestili
Dipartimento di Scienze Agrarie
e Forestali
Università della Tuscia, Viterbo
Alessandro Tondelli
CREA, Centro di ricerca Genomica
e Bioinformatica
Fiorenzuola d’Arda (Piacenza)
14 • Mais e riso più competitivi Massimo Confalonieri Mickael Malnoy
grazie alle TEA CREA, Centro di ricerca Zootecnia Fondazione Edmund Mach
e Acquacoltura
Carlotta Balconi San Michele all’Adige (Trento)
Sede di Lodi
CREA, Centro di ricerca Cerealicoltura Sabrina Micali
Giovanna Frugis
e Colture Industriali CREA, Centro di ricerca Olivicoltura,
Istituto di Biologia e Biotecnologia Frutticoltura e Agrumicoltura
Sede di Bergamo Agraria, CNR, Roma
Fabio Fornara Sede di Roma
Domenica Nigro, Stefano Pavan Anna Paola Minervini
Dipartimento di Bioscienze Dipartimento di Scienze del Suolo,
della Pianta e degli Alimenti Stefano Pavan, Luigi Ricciardi
Università degli Studi di Milano
Università Aldo Moro di Bari Dipartimento di Scienze del Suolo,
Silvio Salvi della Pianta e degli Alimenti
Dipartimento di Scienze e Tecnologie Daniele Rosellini
Dipartimento di Scienze Agrarie, Università Aldo Moro di Bari
Agro-Alimentari
Alimentari e Ambientali Elisa Vendramin, Ignazio Verde
Università di Bologna CREA, Centro di ricerca Olivicoltura,
Patrizia Vaccino Università di Perugia
Frutticoltura ed Agrumicoltura
CREA, Centro di ricerca Cerealicoltura Francesca Sparvoli Sede di Roma
e Colture Industriali Istituto Biologia e Biotecnologia
Sede di Vercelli Agraria, CNR, Milano
Serena Varotto 28 • Anche gli agrumi in corsa
Dipartimento di Agronomia, Animali, 23 • Le TEA porteranno a viti verso le TEA
Alimenti, Risorse Naturali e Ambiente più resistenti alle avversità
Università di Padova
17 • Colture orticole: le TEA
per rispondere ai cambiamenti
Alessandra Gentile
Dipartimento di Agricoltura,
Alimentazione e Ambiente
Università di Catania
Riccardo Aversano Concetta Licciardello
Dipartimento di Agraria CREA, Centro di ricerca Olivicoltura,
Università Federico II di Napoli Frutticoltura e Agrumicoltura
Maria Francesca Cardone
CREA, Centri di ricerca Viticoltura Sede di Acireale (Catania)
ed Enologia Angela Roberta Lo Piero
Sede di Bari Dipartimento di Agricoltura,
Michele Morgante Alimentazione e Ambiente
Università di Catania
Dipartimento di Scienze Agroalimentari,
Ambientali e Animali
Università di Udine
Claudio Moser
31 • Lo stato delle TEA
Fondazione Edmund Mach
nella ricerca e nel panorama
San Michele all’Adige (Trento) legislativo
Teodoro Cardi Fabio Fornara
Irene Perrone
CREA, Centro di ricerca Orticoltura Dipartimento di Bioscienze
e Florovivaismo Istituto per la protezione sostenibile
delle piante, CNR - Torino Università degli Studi di Milano
Sede di Pontecagnano (Salerno) Riccardo Velasco Daniele Rosellini
Edgardo Filippone CREA, Centri di ricerca Viticoltura Dipartimento di Scienze Agrarie,
Dipartimento di Agraria ed Enologia Alimentari e Ambientali
Università Federico II di Napoli Sede di Conegliano Veneto (Treviso) Università di Perugia
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EDITORIALE di Ettore Prandini e Mario Enrico Pè
Coltivatori e ricercatori uniti
per il rilancio dell’agricoltura
L a presente pubblicazione è uno dei
frutti dell’accordo siglato tra Coldiretti
e SIGA a sostegno delle tecnologie di
semplice, ma scientificamente appropriato,
informazioni su queste nuove tecnologie e su come
esse consentano di raccogliere la sfida aperta dall’UE
per un sistema agroalimentare salubre e resiliente.
azione, le TEA permettono di introdurre i miglioramenti
genetici desiderati mantenendo inalterate le
caratteristiche distintive di ogni varietà. Le TEA sono
miglioramento genetico basate su cisgenesi precise e veloci, consentono di ottenere una varietà
e genome editing e vuole fornire in modo migliorata, anche arborea, a costi decisamente inferiori
rispetto al miglioramento tradizionale; possono essere
applicate efficacemente sulle varietà tipiche della nostra
agricoltura di qualità, molte delle quali sono oggi a
rischio per la loro scarsa produttività e la suscettibilità
Queste tecnologie consentono modificazioni dirette a malattie. Si favorirebbe così il mantenimento e
dell’informazione genetica la valorizzazione della
(DNA) delle piante coltivate, ricca agrobiodiversità
riproducendo gli effetti nazionale, consentendo
dei meccanismi alla base anche la partecipazione di
dell’evoluzione biologica soggetti locali ai progetti di
naturale, ovvero mutazioni miglioramento varietale. Sulle
del DNA e scambio di geni TEA pesa un giudizio della
tra individui sessualmente Corte di giustizia europea che
compatibili. Per questo assimila i prodotti delle TEA
motivo le abbiamo chiamate agli ogm, rendendoli soggetti
Tecnologie di Evoluzione alla legislazione che ne regola
Assistita – TEA. L’accordo produzione e diffusione,
a sostegno delle TEA ha lo pertanto l’agricoltura europea
slogan «Camici e Trattori» Mario Enrico Pé, presidente di SIGA (a sinistra) rischia di non poter usufruire
e la sua valenza deriva dalla ed Ettore Prandini, presidente nazionale di Coldiretti di questa grande opportunità
consapevolezza condivisa di rinnovamento varietale.
che l’agricoltura europea debba affrontare in modo Le istituzioni europee dovranno decidere se le TEA
più efficace le sfide poste dai cambiamenti climatici debbano o meno sottostare a una regolamentazione
e dalle esigenze della transizione ecologica. Questa decisa 20 anni fa, che ovviamente non può tener
trasformazione richiede un deciso cambiamento di conto degli avanzamenti avvenuti nel frattempo.
passo anche nel nostro Paese. La qualità indiscussa Questa pubblicazione è un contributo affinché i diversi
e la varietà dei prodotti insieme alla capacità portatori di interesse, l’opinione pubblica e la classe
imprenditoriale degli operatori del settore hanno reso il politica del nostro Paese possano prendere decisioni
made in Italy agroalimentare invidiato e copiato in tutto consapevoli derivanti da conoscenze scientifiche e
il mondo. La pandemia da Covid-19 stimola la riflessione tenuto conto delle aspettative degli agricoltori.
sulla necessità di aumentare in modo sostenibile la È doveroso da parte nostra ringraziare L’Informatore
produzione agricola nazionale, affinché il made in Agrario per aver dato il suo convinto supporto
Italy non sia così dipendente dalle importazioni. È editoriale all’iniziativa, il gruppo di comunicazione di
necessario immaginare il futuro dell’agricoltura italiana. Coldiretti, le autrici e gli autori dei vari capitoli, le socie
Noi riteniamo che esso debba poggiare senz’altro e i soci della SIGA che hanno condiviso informazioni,
sulla digitalizzazione delle pratiche colturali attraverso dati e immagini. Un particolare ringraziamento lo
l’applicazione dell’information technology, ma anche rivolgiamo ai Prof.ri Michele Morgante e Mario
sull’impiego di nuove varietà adatte alle diverse Pezzotti, i precedenti Presidenti della SIGA, convinti
esigenze e alle svariate condizioni di coltivazione. Le assertori del ruolo sociale delle società scientifiche
TEA offrono straordinarie opportunità e sembrano fatte senza i quali questo supplemento non sarebbe stato
apposta per salvaguardare e promuovere la diversità nemmeno concepito. Infine desideriamo ringraziare
della nostra agricoltura e la pluralità delle vocazioni Bayer Italia per aver contribuito a rendere possibile la
produttive dei territori. Per le loro specifiche modalità di pubblicazione di questo supplemento. •
27/2021 • supplemento a L’Informatore Agrario 5
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TECNOLOGIE DI EVOLUZIONE ASSISTITA
$$LA RISPOSTA A CAMBIAMENTI CLIMATICI E SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE
TEA e OGM sono diversi
P er il futuro di un’agricoltura
europea più sostenibile e gre-
en è ormai solo questione di
tempo. E l’apertura sul piano
normativo alle New breeding techni-
ques (Nbt) o Tecniche di Evoluzione
Assistita (TEA) sarà la cartina di tor-
Entro la primavera del 2022 la Commissione
Europea avanzerà una proposta di nuovo quadro
giuridico per le biotecnologie agrarie, ma il Parlamento
a ottobre manifesterà intanto la propria posizione.
nasole di un confronto, in atto ormai
da anni, tra chi ne ostacola per moti-
Le TEA ci consentiranno di produrre di più
vi ideologici la loro applicazione e chi riducendo l’impatto ambientale dell’agricoltura
le sostiene con l’avallo della comunità
scientifica internazionale. Ma soprat-
tutto con riconosciuti benefici ambien-
tali ed economici per gli agricoltori e Agri. Superando la vecchia legislazione temmo al bando gli OGM, ritenendoli
per tutti i cittadini-consumatori che in materia e una sentenza della Corte non necessari. E lo stesso principio di
ogni giorno portano a tavola prodotti di giustizia UE del 2018 che non chia- precauzione viene rispettato dalle nuo-
agroalimentari frutto di conoscenza e riva sul piano normativo la differenza ve biotecnologie agrarie, per le quali
innovazione. tra TEA e OGM tradizionali. nel 2020 – non a caso – due ricercatrici
Alla base dello studio della Com- sono state insignite del Premio Nobel.
Verso un nuovo missione c’è l’evidenza scientifica dei E questo perché la comunità scienti-
quadro giuridico progressi compiuti dalla ricerca ne- fica internazionale ha riconosciuto lo
gli ultimi vent’anni in materia di bio- straordinario contributo nella creazio-
Un primo importante colpo di acce- tecnologie; progressi che ne di nuove varietà nel
leratore al dibattito tra sostenitori e di fatto rendono obsoleta solco del miglioramen-
detrattori di queste tecnologie, è stato la legislazione sugli OGM to genetico tradizionale.
impresso l’aprile scorso da un rapporto risalente al 2001. Le nuo- È grazie a queste tec-
diffuso dalla Dg Agri della Commissio- ve biotecnologie sosteni- nologie e alla conoscen-
ne europea. Uno studio caratterizzato bili, infatti, a differenza za del genoma di molte
– finalmente – da una posizione chia- degli OGM tradizionali colture che sarà possibi-
ra e netta sulla distinzione tra nuove che prevedono il trasfe- le esaltare la biodiversità
biotecnologie e organismi genetica- rimento di geni (transge- e ridurre l’impiego della
mente modificati (OGM), che secondo nesi) tra specie diverse, chimica nei campi. Tra
noi aiuterà a raggiungere gli obiettivi si basano sulla combina- l’altro, queste tecnologie
del Green Deal europeo e della strate- zione di geni intraspecie non richiedono investi-
gia Farm to Fork nell’interesse di tutti. (o sulla mutagenesi), con menti colossali, sosteni-
Partendo da questo report, l’esecu- l’obiettivo di velocizza- Paolo De Castro, bili solo dalle multina-
tivo UE ha detto di voler avviare un re processi che avverreb- europarlamentare zionali, e consentono di
processo di consultazione finalizza- bero comunque in modo mettere a punto nuove
to a un nuovo quadro giuridico per le naturale. Con le nuove biotecnologie varietà anche a istituti sperimentali e
biotecnologie agrarie. E quindi arriva- possiamo sviluppare varietà, non solo piccole aziende sementiere e produt-
re a una proposta legislativa entro la sicure da un punto di vista della tute- trici di presidi fitosanitari.
primavera 2022, coinvolgendo il Consi- la ambientale e della biodiversità, ma Obiettivi, questi, che a ben vedere
glio e il Parlamento UE in qualità di co- soprattutto più resistenti a malattie e sono anche quelli indicati nella stra-
legislatori, che chiarisca una volta per condizioni climatiche avverse, come tegia Farm to Fork lanciata dall’UE nel
tutte come le nuove tecniche genomi- la carenza d’acqua, e capaci di garan- quadro del New Green Deal: un pat-
che non hanno nulla a che vedere con tire maggiori rese produttive e quindi to fra agricoltori e consumatori, dal
gli OGM tradizionali e, anzi, possono minori costi economici. campo alla tavola, supportato anche
contribuire in modo sicuro ed efficace Chi si ostina ad assimilare gli OGM da queste tecnologie per raggiungere
a una produzione agricola sempre più con le Nbt, o TEA, richiamando il prin- target ambiziosi, come la riduzione del
sostenibile, in linea con il Patto con i cipio di precauzione, si rifà a prese di 50% di fitofarmaci e del 20% di ferti-
consumatori lanciato dall’Unione. posizione di retroguardia o a informa- lizzanti chimici, e l’aumento ad alme-
Intanto, come Parlamento europeo, zioni fuorvianti non più sostenibili. Ri- no il 25% della superficie coltivata con
con il voto sul Farm to Fork previsto cordo che il principio di precauzione metodo biologico.
il prossimo ottobre evidenzieremo richiamato da alcune associazioni am- Paolo De Castro
la nostra posizione, augurandoci che bientaliste e del settore biologico è lo
la proposta di legge UE sia realmente stesso che tutti noi, in Italia, decidem-
ispirata al rapporto pubblicato dalla Dg mo di anteporre anni fa quando met-
6 supplemento a L’Informatore Agrario • 27/2021
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TECNOLOGIE DI EVOLUZIONE ASSISTITA
$$PER AFFRONTARE SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE E CAMBIAMENTO CLIMATICO
TEA, miglioramento genetico
preciso e veloce
I l comparto agricolo mondiale è
messo seriamente in difficoltà dal-
la necessità di garantire la sicu-
rezza alimentare a una popola-
zione in costante aumento che rag-
giungerà i 9,7 miliardi nel 2050 (dati
Fao 2020). Per soddisfare questa ne-
Con le TEA è possibile inattivare geni, ad esempio
quelli che conferiscono sensibilità alle malattie,
e/o inserire chirurgicamente parti di DNA prelevate
ad esempio da esemplari selvatici resistenti
alle malattie e inserirli nella varietà coltivata senza
cessità le produzioni agricole dovran-
no aumentare a fronte di una sempre
apportare altre modifiche
ridotta superficie coltivabile e del for-
te impatto che i cambiamenti climati-
ci hanno sulla quantità e qualità delle età, per tipologia di dieta e molto altro. Del resto, il miglioramento genetico
produzioni. La crescente sensibilità del consuma- è sempre stato un forte propulsore di
I cambiamenti climatici comportano tore per le proprietà nutrizionali e sa- innovazione in agricoltura.
una serie di alterazioni di diversi fattori lutistiche degli alimenti, per la deri-
quali la temperatura, le precipitazioni vazione dei prodotti e la sostenibilità Dalla domesticazione
e la concentrazione di anidride carbo-
nica e sono responsabili anche di mo-
delle produzioni, indirizza largamen-
te le scelte di mercato e le produzioni.
al miglioramento
dificazioni delle caratteristiche chimi- Le sfide sono enormi, ma siamo genetico
co-fisiche del suolo e dell’acqua di irri- convinti di avere gli strumenti per af- Verso la fine dell’ultima glaciazione,
gazione. Secondo un recente rapporto frontarle efficacemente. Gli sviluppi all’incirca 10.000 anni fa, in tre aree del
dell’Agenzia europea per l’ambiente, l’a- di meccanica, biotecnologie, chimica mondo inizia, in modo relativamente
rea mediterranea è tra le aree più colpi- e informatica, uniti a una crescente sincrono, quella che va sotto il nome
te dai cambiamenti climatici, non solo conoscenza del sistema suolo, di ani- di rivoluzione Neolitica. In quel perio-
per l’entità dei fenomeni meteorologi- mali, piante e microrganismi, mettono do avviene il più grande cambiamen-
ci straordinari, ma anche perché sarà a disposizione strumenti eccezionali. to nella storia dell’uomo dal punto di
sempre più soggetta a prolungate onda- I più recenti sono costituiti dalle tec- vista tecnologico, culturale e sociale.
te di calore, con una riduzione stimata nologie dell’editing genomico, da noi L’invenzione dell’agricoltura porta
fino al 50% delle rese di alcune colture ribattezzate Tecnologie di Evoluzione alla domesticazione delle piante con
chiave come frumento, mais e fruttiferi. Assistita (TEA), a nostro avviso uno dei la selezione di caratteristiche vantag-
L’ultimo decennio ha fatto registrare pilastri sui quali costruire l’agricoltu- giose. I caratteri fondamentali per la
stagioni particolarmente secche con ra italiana del rilancio post Covid19, sopravvivenza nelle condizioni natu-
perdite produttive ingenti che, secon- nel solco della transizione ecologica. rali, come la dormienza e la dissemi-
do Coldiretti, sono state stimate pari
a 14 miliardi di euro.
I cambiamenti climatici, e in par-
ticolare il surriscaldamento globale,
hanno inoltre rilevanti conseguenze
sull’attività e sui cicli produttivi dei
patogeni delle piante, aumentando-
ne l’aggressività. Casi eclatanti sono
quelli del punteruolo rosso, della cimi-
ce asiatica, della Xilella fastidiosa, che
stanno avendo effetti disastrosi e han-
no già causato ingenti danni. Foto 1 Spiga dell’antenato selvatico
In questo scenario globale è inoltre del mais, il teosinte (a sinistra), a confronto
importante tenere conto delle prefe- con il mais domesticato primitivo (a destra)
renze dei consumatori. L’innovazione (fonte: Després et al. Science: 302, 2003)
tecnologica e la diversificazione va- Foto 2 Frutto del pomodoro selvatico
rietale sono necessarie per far fronte Solanum pimpinellifolium (a sinistra),
alla segmentazione dei mercati e alle a confronto con una varietà di pomodoro
variegate richieste dei consumatori, moderna (a destra)
(fonte: Doebley et al. Cell. 127, 2006)
che cambiano nel tempo per fascia di
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TECNOLOGIE DI EVOLUZIONE ASSISTITA
genetico non si è mai fermato, impie-
gando via via conoscenze sempre più
approfondite e tecnologie più efficaci.
I vantaggi delle TEA
Tutti i metodi e le tecniche di miglio-
ramento hanno l’obiettivo di generare
variabilità genetica che permetterà poi
di selezionare nuove varietà con nuove
caratteristiche utili (vedi riquadro a pag.
9). Il miglioramento genetico moderno
richiede tempi molto lunghi e ingenti
risorse sia umane sia economiche: il
tempo medio tra l’inizio di un program-
ma di miglioramento genetico classico
e la commercializzazione di una nuo-
va varietà è intorno ai 10 anni ( foto 3).
Che cosa hanno di speciale le TEA
Foto 3 Campo per il miglioramento genetico del sorgo dell’Istituto internazionale da giustificare così grandi aspettative
di ricerca per le colture delle aree tropicali secche (Icrisat). Migliaia di piante con di innovazione?
l’infiorescenza coperta da sacchetti per consentire incroci controllati dai quali La valenza rivoluzionaria delle TEA
ottenere delle progenie da sottoporre a selezione. Nei centri di miglioramento sta nella loro capacità di modificare
genetico ci sono decine e decine di campi di questo genere in maniera mirata, precisa, efficien-
te, flessibile, veloce e relativamente
nazione dei semi furono eliminati, a frumento oltre a raddoppiare la pro- poco costosa l’informazione geneti-
favore di altri quali la dimensione di duttività del frumento in Italia, diven- ca che controlla le caratteristiche di
frutti e semi, l’uniformità di sviluppo tarono ben presto materiale genetico una pianta, in definitiva di modificare
e di germinazione, l’appetibilità e il va- prezioso per molti programmi di mi- a piacere un tratto di DNA inducendo
lore nutritivo. Tale decisivo processo glioramento in varie parti del mondo, delle variazioni genetiche specifiche.
fu possibile sfruttando mutazioni ge- come Canada, Australia e Stati Uniti, Il controllo della variabilità genetica è
netiche spontanee, naturali, del tutto Unione Sovietica e Cina. sempre stato il sogno nel cassetto dei
casuali, che l’occhio attento e interes- Norman Borlaug (1914-2009), consi- genetisti agrari, che da oltre un seco-
sato dei nostri progenitori fu in grado derato il padre della rivoluzione verde lo si sono ingegnati a sviluppare co-
di selezionare e migliorare per millen- e premio Nobel per la pace, a partire noscenze e metodologie per capirla,
ni ( foto 1 e 2). dalla fine della Seconda guerra mon- controllarla e sfruttarla.
Un passaggio decisivo nella storia diale baserà la costituzione delle sue La scoperta di forbici molecolari pro-
del miglioramento genetico si ebbe nel varietà ad alta produttività sugli stes- grammabili, sulle quali si basano le
periodo che va dalla metà del 1800 ai si caratteri di taglia bassa, precocità TEA, fa pensare che forse questo sogno
primi del 1900 con la costituzione, a e resistenza alle ruggini migliorati da si sta realizzando. È immediatamente
partire da piante singole, di varietà Nazareno Strampelli. Il miglioramento evidente come questa capacità di mo-
coltivate di frumento e ave- dificare a piacere le caratteri-
na. stiche di una pianta possa tra-
È proprio all’inizio del 900 sformarsi in uno strumento
che in Italia Nazareno Stram- potentissimo e irrinunciabi-
pelli (1866-1942) applica al le della cassetta degli attrez-
miglioramento delle specie di zi del miglioramento genetico
interesse agrario le riscoper- moderno.
te leggi mendeliane dell’ere-
ditarietà dei caratteri. Come funzionano
Strampelli avvia un ecce- le forbici molecolari
zionale programma di mi-
glioramento genetico del Il premio Nobel per la Chi-
f r umento tenero basato mica del 2020 è stato attri-
sull’incrocio di varietà con buito a Jennifer Doudna e a
caratteristiche differenti, Emmanuelle Charpentier per
seguito dalla selezione di la scoperta di un particola-
linee pure, varietà omoge- re meccanismo, denominato
nee dotate simultaneamente CRISPR-Cas9, che molti bat-
di tratti quali resistenza alle teri e Archea hanno evoluto
ruggini, resistenza all’allet- per contrastare l’infezione da
tamento e precocità di ma- parte di virus batterici, chia-
turazione. Le sue varietà di mati batteriofagi.
8 supplemento a L’Informatore Agrario • 27/2021
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TECNOLOGIE DI EVOLUZIONE ASSISTITA
I batteriofagi, come tutti i virus, sono
parassiti molecolari e utilizzano i pro- Gli strumenti utilizzati dai genetisti
cessi cellulari dell’ospite per riprodur-
si. Ciò avviene quando il batteriofago Il miglioramento genetico delle pian- molecolari (MAS), che utilizza fram-
inietta all’interno della cellula batte- te coltivate si avvale di diversi meto- menti di DNA associati a determina-
rica il proprio DNA. di e tecnologie che sono in costante ti geni per tracciare e selezionare in
I batteri si difendono dai batteriofa- evoluzione. modo efficiente le piante migliori. Le
gi producendo delle proteine che ri- Le tecniche di miglioramento con- tecnologie cellulari facilitano l’otte-
conoscono il DNA virale come estra- venzionali comprendono gli incro- nimento dei doppi aploidi (linee pu-
neo e lo tagliano, inattivandolo. Que- ci intra e inter-specifici, l’ibridazio- re omozigoti ottenute da un genitore
ste proteine, chiamate endonucleasi, ne somatica, la mutagenesi median- eterozigote a partire dai suoi game-
sono le cosiddette forbici molecola- te l’uso di mutageni chimici e fisici e ti in una sola generazione), la produ-
ri. Doudna e Charpentier hanno sco- l’induzione della poliploidia (raddop- zione di materiale vegetale esente da
perto e caratterizzato un tipo parti- piamento del numero dei cromoso- virus, la rapida propagazione di cloni
colare di forbice molecolare (la pro- mi). Per accelerare i procedimenti di e genotipi di pregio, e permettono di
teina Cas9) che riesce a riconoscere selezione il miglioratore, grazie al- realizzare l’ingegneria genetica, mo-
e tagliare il DNA dei batteriofagi con le conoscenze di genetica, genomica dificando il DNA all’interno di singole
i quali sono entrati in contatto in pre- e biologia molecolare, può utilizza- cellule coltivate in vitro, da cui si do-
cedenza, e funziona quindi come un re la selezione assistita da marcatori vrà rigenerare una pianta intera. •
meccanismo di difesa immunitaria.
La specificità di taglio della forbi-
ce molecolare è data da una moleco-
la di RNA di circa 100 nucleotidi (l’e- Selezione
assistita da Poliploidia
lemento base che costituisce l’RNA e
il DNA), che prende il nome di RNA marcatori
guida (gRNA).
Questo RNA, che si lega spontanea-
mente alla proteina Cas9, contiene al Mutazioni Tecnologie
suo interno una sequenza di 20 nucle-
artificiali Cellulari
otidi complementare a un tratto speci-
fico del DNA del batteriofago.
Il legame chimico tra queste due
brevi sequenze stabilizza il comples-
so, portando la forbice molecolare sul
bersaglio: un meccanismo semplice Incroci e Transgenesi
ed efficiente. selezione
Il complesso Cas9 + gRNA è alla ba-
se dell’editing genomico. Infatti, per
modificare un particolare gene è suf-
ficiente sintetizzare un gRNA che con-
tenga una sequenza complementare
al gene bersaglio e che guidi la forbi-
ce molecolare sul gene: combinato a Quale modificazioni ne spontanea o indotta ( figura 2, a sini-
quello specifico gRNA l’enzima Cas9 si possono indurre? stra). Questo approccio è, ad esempio,
si legherà al DNA soltanto nel punto Inattivazione di un gene. La rottura particolarmente efficace per inattivare
desiderato dove determinerà il taglio della doppia elica del DNA è un evento un gene necessario all’infezione di un
della doppia elica di DNA. molto dannoso per la cellula, che attiva patogeno, producendo così una pianta
La specificità è tale che la sequen- immediatamente i propri meccanismi resistente a quel patogeno.
za da modificare è riconosciuta con molecolari di riparazione. Le due estre-
precisione anche se essa è all’inter- mità del DNA tagliato sono avvicinate e Sostituzione di una sequenza
no di un genoma composto da cen- ricucite tra loro. Questo meccanismo di e inserimento mirato di geni. La rot-
tinaia di milioni se non miliardi di riparazione, definito Non Homologous tura del DNA e il sistema di riparazione
nucleotidi. end Joining, è impreciso e alcuni nu- possono essere utilizzati per sostituire
Le TEA quindi agiscono sul genoma cleotidi possono essere persi o aggiun- un tratto di DNA con un altro che por-
nello stesso modo in cui uno scrittore ti. Questi errori capitano con una fre- ta un’informazione diversa. Ciò si può
interviene su un testo, modificando quenza elevata e possono portare all’i- realizzare sfruttando il meccanismo
lettere e parole per cambiare il signi- nattivazione del gene e all’alterazione di ricombinazione omologa, introdu-
ficato di una frase. del carattere che quel gene controlla. cendo nelle cellule, oltre al complesso
La modifica di singoli nucleotidi tra Utilizzando il complesso Cas9-gRNA, Cas9 + gRNA, un tratto di DNA che sal-
i milioni o miliardi che compongono il possono essere introdotte mutazioni da le due estremità precedentemente
genoma, può determinare nella pianta nei geni di interesse con effetti mole- rotte ( figura 1, a pagina 10).
così modificata l’insorgenza delle ca- colari del tutto identici, ma mirati, ri- Le TEA offrono in questo caso la possi-
ratteristiche desiderate. spetto a quelli prodotti dalla mutazio- bilità di inserire nuova informazione ge-
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TECNOLOGIE DI EVOLUZIONE ASSISTITA
FIGURA 1 - Confronto tra mutagenesi convenzionale e TEA
COS’È LA CISGENESI?
MUTAGENESI Una particolare modalità di in-
CASUALE MUTAGENESI INSERIMENTO serimento di geni è la cisgenesi.
PRECISA PRECISO - CISGENESI I geni inseriti, in questo caso, so-
no prelevati, in laboratorio, da una
specie sessualmente compatibile e
inseriti inalterati nella specie ospi-
te. Un esempio di successo di ap-
plicazione della cisgenesi è la va-
rietà di melo Gala resistente alla
ticchiolatura (una grave malattia
Gli eventi di mutazione fungina), ottenuta trasferendo un
casuali determinano La riparazione gene prelevato dalla specie selva-
una perdita di funzione La riparazione causa
perdita di funzione introduce nuova tica Malus floribunda.
genica ma anche molti informazione Un risultato simile potrebbe es-
altri danni al DNA genica
genetica sere teoricamente ottenuto anche
con il classico incrocio, ma con
tempi lunghi ed esiti incerti.
Per fare un altro esempio che ri-
La mutagenesi chimica o fisica (a sinistra) introduce molte alterazioni casuali guarda la viticoltura, con la cisge-
nel DNA. Il complesso Cas9 + gRNA (al centro) introduce solo la mutazione nesi è possibile ottenere un Mer-
desiderata nel gene di interesse. La modificazione del gene può permettere
lot resistente alla peronospora in-
la sostituzione di un tratto di DNA in corrispondenza del taglio (a destra)
serendo un solo gene proveniente
da una vite selvatica; l’alternativa
netica in modo preciso, sostituendo por- fertile. Per far ciò si sfruttano le tecni- è fare un incrocio tra il Merlot e la
zioni di DNA, da una o poche lettere a che di coltura in vitro. Di tutto il proces- vite selvatica, quindi reincrociare
intere parole del codice genetico. Questa so di applicazione delle TEA, la rigene- più volte gli ibridi resistenti con il
strategia permette anche di realizzare razione da cellule e/o tessuti modifica- Merlot, senza poterne recuperare
la cisgenesi (vedi riquadro a fianco), che ti, rappresenta a tutt’oggi il principale interamente le caratteristiche ori-
è particolarmente efficace per valoriz- collo di bottiglia, come verrà ribadito ginali e impiegando una quindici-
zare la diversità genetica presente nel- in molti dei successivi articoli. na di anni. •
le specie selvatiche, senza dover intra- Il limite principale della rigenera-
prendere programmi di miglioramento zione deriva dal fatto che l’efficienza
genetico molto lunghi e di esito incerto. delle tecniche di coltura in vitro varia a seconda delle esigenze e dei contesti
molto da specie a specie e, all’interno socio-culturali e ambientali.
Dalle cellule della stessa specie, anche tra varietà Da quanto descritto non dovrebbe
alla pianta intera ( foto 4). Questa è un’area dove la ricer-
ca di base deve ancora fare molto per
essere sfuggito il fatto che le TEA, ol-
tre a produrre piante migliorate, so-
Una volta ottenute le cellule con le far sì che si possa andare verso un’a- no uno strumento potentissimo per la
modificazioni desiderate è necessario gricoltura personalizzata anche per ricerca di base e per scoprire la fun-
ottenere da queste una pianta intera quanto riguarda le varietà da utilizzare zione dei geni attraverso la loro muta-
zione. Quindi possiamo immaginare
che le TEA possano esse stesse con-
tribuire, potenziando la ricerca di ba-
se, ad aumentare la loro efficienza e
versatilità.
Infine, è importante sottolineare che
con le TEA le conoscenze sulla diver-
sità genetica e sui genomi delle pian-
te coltivate possono essere messe a
frutto in modo preciso ed efficiente,
recuperando anche varietà tradiziona-
li non più coltivabili a causa della loro
non adeguatezza alle nuove esigenze
dell’agricoltura: abbiamo infatti possi-
bilità nuove di correggerne i difetti e
di utilizzarne i geni per l’innovazione
genetica dell’agricoltura italiana. •
Foto 4 Le colture in vitro sono fondamentali per l’applicazione delle TEA La bibliografia dell’articolo è consultabile
a diverse varietà a pag. 35.
10 supplemento a L’Informatore Agrario • 27/2021
10761.indd 10 30/08/2021 17:10:03TECNOLOGIE DI EVOLUZIONE ASSISTITA
$$UN’OCCASIONE DA NON PERDERE PER L’ITALIA
Il rilancio della cerealicoltura
passa anche dalle TEA
L a cerealicoltura è un settore
strategico dell’agricoltura ita-
liana, occupa un quarto della
superficie agricola nazionale e
supporta attività agroalimentari, zoo-
tecniche e industriali. Nel 2020 il fru-
mento, l’orzo, l’avena e gli altri cere-
Nel miglioramento genetico dei cereali
le TEA possono risultare decisive per migliorare
la produttività, la resistenza agli stress ambientali
e ai patogeni e per migliorare la qualità
delle produzioni
ali autunno-vernini minori sono sta-
ti coltivati su 3 milioni di ettari, i due
terzi dell’intera superficie cerealicola varietà più produttive e sostenibili, questo primato a favore di altri Paesi
nazionale. più resistenti ai patogeni e agli effetti che hanno saputo innovare e produrre
Con una produzione di granella di dei cambiamenti climatici, coltivabili nuove varietà a fronte di ingenti inve-
7,9 milioni di tonnellate totali, la col- con meno input e quindi a costi mi- stimenti pubblici e privati.
tivazione italiana di cereali autun- nori e che permettano una differen- In Italia il trasferimento delle cono-
no-vernini è comunque insufficien- ziazione qualitativa delle produzioni scenze genetiche dal sistema di ricer-
te a soddisfare la domanda interna. per aumentarne la redditività. ca pubblico all’industria privata non è
Infatti, nel 2019 l’Italia ha importato In questo senso, l’innovazione va- stato perseguito adeguatamente e le
5 milioni di tonnellate di frumento te- rietale non è solo un esercizio volto al industrie sementiere nazionali sono
nero, 2,5 milioni di tonnellate di fru- futuro, ma è indispensabile anche so- rimaste troppo piccole per poter so-
mento duro e mezzo milione di ton- lo per mantenere l’attuale competiti- stenere grandi investimenti in ricer-
nellate di orzo. vità della cerealicoltura italiana. Se il ca. La perdita di competitività del set-
L’estrema variabilità climatica de- miglioramento genetico delle varietà tore sementiero nazionale è evidente
gli ultimi anni ha condizionato le re- italiane avanzerà con ritmi inferiori a dal sopravvento delle varietà estere
se medie della produzione cerealicola quelli degli altri Paesi, la cerealicoltura di frumento tenero rispetto a quelle
nazionale, che mostra una preoccu- nazionale perderà sempre più terreno, nostrane registrato negli ultimi anni
pante stagnazione, come evidenziato fino a rendere inefficace la promozio- (grafico 2).
per l’orzo nel grafico 1. ne di un prodotto made in Italy meno Ciò è accaduto nonostante la ricerca
Anche le quotazioni sono basse da produttivo e più costoso. italiana sia un’eccellenza internazio-
anni, soprattutto a causa dell’eleva- L’Italia, che nel secolo scorso era nale: basti pensare al ruolo determi-
ta offerta mondiale che è in grado di all’avanguardia nel miglioramento ge- nante giocato da ricercatori e ricerca-
soddisfare la crescente domanda di netico delle specie cerealicole grazie trici italiani/e nella caratterizzazione
cereali. In un mondo sempre più com- alle grandi innovazioni introdotte da del genoma di frumento tenero e duro
petitivo, il futuro della cerealicoltura Nazareno Strampelli con le sue semen- e di orzo. Gli studi genetici e la rivo-
italiana dipende dall’introduzione di ti elette, negli ultimi decenni ha perso luzione genomica stanno fornendo le
GRAFICO 1 - Rese medie dell’orzo in Italia
dal 1960 al 2019
5
4
3
t/ha
2
1
0
1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
Fonte: dati Faostat.
27/2021 • supplemento a L’Informatore Agrario 11
10755.indd 11 30/08/2021 17:13:27TECNOLOGIE DI EVOLUZIONE ASSISTITA
conoscenze fondamentali per GRAFICO 2 - Numero di iscrizioni al Registro TEA per migliorare
identificare geni che gover- nazionale delle varietà di frumento tenero la resistenza ai patogeni
nano i caratteri di interesse tra il 1967 e il 2016 Molto promettenti sono i ri-
agronomico, studiarne la loro sultati ottenuti nell’applica-
variabilità naturale e indotta zione delle TEA per miglio-
e saggiare sperimentalmente rare la resistenza a malattie
le loro funzioni ( foto 1). Ci so- in diverse specie, inclusi i ce-
no quindi tutte le premesse reali autunno-vernini. Fru-
per poter adottare in modo menti e orzo sono soggetti a
efficace le nuove Tecnologie numerose malattie, special-
di Evoluzione Assistita. mente fungine e virali, che
sono un importante fattore
Obiettivi limitante sia sotto l’aspetto
e soluzioni 1967-76 1977-86 1987-96 1997-2006 2007-2016
quantitativo sia qualitativo
( foto 4).
Gli obiettivi principali del Estero Italia Il controllo di malattie tra-
miglioramento genetico per i mite resistenze genetiche,
Fonte: dati Assosementi.
cereali autunno-vernini sono: molte delle quali sono oggi
l’aumento della potenzia- note grazie alla genomica, è
lità produttiva senza aumento di in- spettive di miglioramento attraver- fondamentale per un’agricoltura soste-
put chimici; so le TEA riguarda l’aumento del nu- nibile che riduca drasticamente l’im-
la stabilità delle produzioni attraver- mero di semi per spiga, mediante il piego di fitofarmaci. Esemplare in que-
so una maggiore resistenza agli stress; controllo di geni che regolano l’ac- sto senso è l’ampio utilizzo che si fa da
il miglioramento della qualità nutri- cumulo di citochinine, ormoni che oltre 40 anni della mutazione sponta-
zionale e di trasformazione dei prodotti. stimolano la divisione cellulare, e di nea del gene di resistenza Mlo in orzo,
In Italia la ricerca sull’applicazione geni che regolano lo sviluppo del pri- originatasi in una popolazione etiope
delle TEA per contribuire a raggiunge- mordio della spiga, come si può no- e da lì introdotta in varietà di orzo col-
re questi obiettivi è molto attiva e di tare dalla foto 3. tivate in tutto il mondo.
livello internazionale. La maggior par- Un aumento della produzione di bio- Le TEA possono affiancare e accelera-
te degli esempi riportati nei paragrafi massa totale e di granella potrebbe re i metodi classici di introgressione di
successivi fanno riferimento a risultati passare anche per un miglioramento fonti genetiche di resistenza e migliora-
ottenuti da gruppi di ricerca italiani, dell’efficienza fotosintetica dei cerea- re la risposta dei frumenti e dell’orzo ai
da soli o in collaborazione con centri li, argomento che è già stato trattato principali patogeni. Già nel 2014 le TEA
di ricerca stranieri. in un articolo su L’Informatore Agrario hanno permesso l’inattivazione simul-
(n. 15/2021, pag. 41). tanea delle sei copie di geni di suscetti-
TEA per aumentare
la produttività
Se chiedete a un breeder per quale ca-
rattere seleziona principalmente i suoi
materiali genetici, o a un agricoltore
cosa vuole ottenere dai suoi campi di
frumento, entrambi risponderanno: al-
ta produzione. La potenzialità produt-
tiva è da sempre l’obiettivo principale
del miglioramento genetico dei cereali.
Il successo della Rivoluzione verde
degli anni 60 è in gran parte dovuto
all’introduzione di mutazioni che ri-
ducono la taglia e con essa i danni da
allettamento, ma soprattutto accresco-
no le rese aumentando il rapporto tra
granella e biomassa totale. Foto 1 Lo studio della diversità genetica naturale e indotta permette
Le varietà moderne di cereali devono di identificare geni responsabili di caratteri da migliorare
buona parte del loro successo a una mi-
gliore relazione tra assorbimento e foto-
sintesi e tra trasporto e accumulo dei fo-
tosintati nei semi. Un carattere che l’ap-
plicazione delle TEA potrebbe migliorare
sensibilmente è la dimensione del se-
me. Risultati incoraggianti sono stati re-
alizzati in orzo e frumento (foto 2). Foto 2 Incremento della dimensione del seme in una linea di orzo prodotta
Un altro carattere con ottime pro- tramite TEA (in alto) rispetto alla linea originale (in basso) (foto CREA)
12 supplemento a L’Informatore Agrario • 27/2021
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bilità Mlo presenti nel frumento tenero,
rendendolo resistente all’oidio.
Che cosa manca?
Si sta inoltre sperimentando il tra- Da quanto scritto finora è evidente
sferimento del gene di resistenza alle come l’applicazione delle TEA consenta
ruggini Lr67, identificato sul genoma di immaginare nuovi modelli di piante
D del frumento tenero, in varietà di che abbiano una maggiore fertilità e
frumento duro altamente produttive produttività, un migliore apparato fo-
ma suscettibili al fungo con approcci tosintetico, caratteristiche nutritive e
di cisgenesi. di trasformazione migliori e capacità
elevate di rispondere alle sfide poste
TEA per migliorare la tolleranza dall’ambiente. Tutte caratteristiche ot-
agli stress ambientali tenibili in modo sostenibile, senza au-
mentare la richiesta di input chimici.
Le basi molecolari e fisiologiche dei
Foto 4 Sintomi di oidio su frumento Rimangono tuttavia degli aspetti che
meccanismi di risposta delle piante richiedono approfondimento. Innan-
agli stress abiotici, quali basse/alte ticolare alla composizione della frazio- zitutto la difficoltà di rigenerazione
temperature, siccità, eccesso di sale ne proteica. Di conseguenza, uno dei in vitro dei cereali al momento limita
o carenza di nutrienti nel suolo, sono principali obiettivi del miglioramento l’applicazione diretta delle TEA a po-
molto complessi e ancora non com- genetico del frumento, in particolare che varietà. Questo problema è stato
pletamente chiariti. Questa carenza di quello duro, ha da sempre riguardato recentemente superato nell’orzo gra-
conoscenze non solo è alla base degli l’aumento del contenuto proteico del- zie a una metodica basata sulla coltu-
scarsi risultati del miglioramento ge- la granella. ra di antere.
netico tradizionale, ma rende proble- Inattivando in modo mirato trami- Inoltre, un gene in grado di aumen-
matica anche l’applicazione efficace te TEA i geni Fd-GOGAT, coinvolti nel tare l’efficienza di rigenerazione in vi-
delle TEA. metabolismo dell’azoto, si sta cercan- tro del frumento è stato recentemente
Tuttavia, alcuni geni chiave sono do di ottenere frumenti duri con au- identificato e accoppiato agli approc-
stati identificati in orzo e frumento mentato contenuto di proteine di ri- ci TEA, e non è azzardato pensare che
ed essi rappresentano bersagli ideali serva nel seme e migliorate proprietà anche la capacità rigenerativa stessa
delle TEA per aumentare la resilienza per la trasformazione. Le TEA posso- possa essere controllata con efficien-
delle piante in ottica dei cambiamenti no essere usate anche per modulare la za. Rimane invece ancora molta ricerca
climatici già in atto. Un esempio inte- struttura dell’amido con l’obiettivo di da fare per identificare i bersagli mo-
ressante è rappresentato dagli studi ridurre l’indice glicemico delle farine lecolari per migliorare la risposta dei
condotti per ottenere piante di orzo e dei prodotti derivati, nonché di au- cereali agli stress abiotici.
e di frumento duro più tolleranti al- mentarne il contenuto in fibre. Nel prossimo decennio la combi-
la siccità producendo linee con radici Negli ultimi anni c’è stato un aumen- nazione di informazioni genomiche,
più profonde. to dell’incidenza della celiachia e di al- analisi fenotipiche sempre più fini e
tri disturbi legati ai prodotti derivan- approcci di mappatura dei geni e dei
TEA per migliorare la qualità ti dal frumento. Questi disturbi sono loro elementi di regolazione colmeran-
spesso causati da fattori eterogenei, no molte delle lacune di conoscenza
Il successo del frumento è dovuto al- quali inibitori delle α-amilasi e della che abbiamo ora e non ci sono dubbi
le proprietà visco-elastiche degli impa- tripsina (ATI), proteine LTP e glutine, in che le TEA diventeranno un elemento
sti derivanti dalle sue farine, e in par- particolare gliadine. Il miglioramento fondamentale del sistema di migliora-
varietale per queste caratteristiche nel mento genetico, determinando un’ac-
rispetto della qualità per l’industria è celerazione dell’innovazione varietale.
stato fino a oggi fortemente ostacola- Se il Paese sarà capace di sfruttare
to dal fatto che questi caratteri sono questi nuovi strumenti, combinandoli
controllati da complessi meccanismi alle conoscenze pregresse, sarà possi-
molecolari (fino a 100 geni per le so- bile rendere più competitivo il sistema
le α-gliadine) che sono difficilmente sementiero e la cerealicoltura naziona-
modulabili mediante i metodi classici le riportando l’Italia a un ruolo leader
del breeding. nell’innovazione nei cereali. •
Un vantaggio delle TEA è invece
quello di poter modificare simulta- La bibliografia dell’articolo è consultabile
neamente più geni simili tra loro. Tra- a pag. 35.
mite questa tecnologia, 35 geni delle
α-gliadine sono stati simultaneamen-
te inattivati in frumento tenero, ridu-
Foto 3 Confronto tra spiga cendone l’immuno-reattività dell’85%.
non modificata (in alto) e spiga Risultati molto promettenti sono stati
con aumento del numero di fiori ottenuti utilizzando le TEA per inatti-
e conseguentemente di semi vare due geni ATI nella varietà di fru-
in frumento duro (in basso) mento duro Svevo, riducendo la quan-
(foto Università di Bologna)
tità di potenziali allergeni.
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10755.indd 13 30/08/2021 17:13:28TECNOLOGIE DI EVOLUZIONE ASSISTITA
$$PRODUTTIVITÀ, QUALITÀ DELL’AMIDO, RESISTENZA A STRESS ABIOTICI E MALATTIE
Mais e riso più competitivi
grazie alle TEA
L e coltivazioni di mais e riso
sono basate, almeno nei Paesi
occidentali, su metodi inten-
sivi, richiedendo elevate quan-
tità di fertilizzanti, in particolare azo-
tati e l’applicazione di fitofarmaci per
il controllo di infestanti, insetti (ad
Le coltivazioni di mais e riso soffrono da decenni
di problematiche legate ad attacchi di parassiti
e caratteristiche qualitative non sempre rispondenti
alle richieste del mercato, tanto da causarne,
nel caso del mais, importanti cali delle superfici
esempio piralide e diabrotica, in mais) investite. Attività sperimentali hanno dimostrato
o malattie (ad esempio brusone ed el-
mintosporiosi, in riso).
che con le TEA tali criticità sono state superate
Sia mais sia riso richiedono inoltre
grandi quantità di acqua per il com-
pletamento del loro ciclo colturale. Verifiche sperimentali hanno mo- Il riso. È coltivato su circa 220.000 ha,
Proprio in queste due specie è quindi strato che oltre il 50% di tale incre- per una produzione pari a 1,5 milioni
particolarmente importante l’introdu- mento è dovuto al miglioramento ge- di tonnellate di granella, e tali valori
zione di sistemi innovativi rivolti al netico, mentre il cambiamento delle non sono cambiati significativamente
miglioramento della sostenibilità, in tecniche agronomiche ha contribu- negli ultimi 20 anni.
un contesto che è spesso definito di ito al resto. I principali obiettivi del L’Italia è leader in Europa con circa il
«intensificazione sostenibile». miglioramento genetico rimangono 50% della produzione. La coltivazione
Per le loro potenzialità, le TEA sono l’aumento della produttività, della tol- è concentrata (>90%) in Lombardia e
fondamentali, assieme ad altre stra- leranza allo stress idrico e della resi- Piemonte. A differenza del mais, il ri-
tegie agronomiche quali l’agricoltu- stenza a parassiti e patogeni, l’adat- so non ha visto un particolare trend di
ra di precisione, per raggiungere tali tamento all’ambiente di coltivazione, incremento della resa negli ultimi 60
obiettivi. agendo su epoche di fioritura e ma- anni, purtuttavia la resa è aumentata
turazione e sulla tolleranza al freddo dalle circa 5 t/ha registrate in media
Andamenti contrastanti primaverile. nel decennio 1961-1970 a poco meno
di superfici e rese delle odierne 7 t/ha (grafico 1).
Il panorama varietale è piuttosto ri-
Il mais. È una delle principali coltu- stretto. Nel 2020, ad esempio, il 73%
re agrarie italiane, con poco più di della superficie risicola italiana è sta-
630.000 ha e una produzione di 6,3 ta coltivata con solo 20 delle 234 va-
milioni di tonnellate di granella. La rietà iscritte al Registro nazionale (da-
produzione sta diminuendo drasti- ti CREA-DC).
camente (–37% negli ultimi 15 anni) a Gli obiettivi del miglioramento gene-
causa di una riduzione delle superfici tico del riso sono stati, e rimangono,
coltivate. La richiesta da parte dell’in- l’incremento della capacità produttiva,
dustria, prevalentemente mangimi- la resistenza alle malattie, la riduzione
stica, nello stesso periodo è invece del ciclo colturale e della taglia e, più
aumentata. recentemente, gli aspetti merceologi-
Ciò riduce la capacità di autoapprov- ci e qualitativi del prodotto e la lotta
vigionamento sia della grande indu- al riso crodo.
stria (si stima che oggi sia pari al 50%),
sia delle produzioni italiane alimenta- Primo obiettivo:
ri di eccellenza, spesso vincolate da
disciplinari di produzione che regola-
più produttività
no l’origine delle materie prime. Il Sia in mais sia in riso, un promet-
trend di incremento della resa negli tente settore di intervento delle TEA è
ultimi 60 anni è stato invece fenome- quello dell’incremento del potenziale
nale (circa 120 kg/ha per anno, grafico produttivo, agendo sulle componen-
1), anche grazie alle peculiari caratte- Foto 1 Confronto tra spiga di mais non ti morfofisiologiche della pianta che
ristiche genetiche della specie, por- migliorato (a sinistra) e spiga ottenuta determinano la produzione (ad esem-
tando a triplicare i valori e raggiun- da mais migliorato agendo sui geni pio numero di ranghi per spiga/rami
gendo oggi circa 10 t/ha. FEA e CLE (a destra) pannocchia, o il peso medio del seme).
14 supplemento a L’Informatore Agrario • 27/2021
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