Progetti

La filiera del frumento duro è particolarmente rilevante nel territorio del centro e sud Italia, in particolar modo nelle Marche e nella Puglia. La principale finalità di INNOGRANO riguarda l’acquisizione di risultati sperimentali utili al fine del miglioramento genetico del frumento per resistenza a fusariosi, ruggini, carenza di azoto, caratteristiche nutrizionali, sicurezza alimentare e siccità, nonché a tecniche molitorie innovative in grado di preservare al massimo le caratteristiche nutrizionali e di salubrità della semola.
Il raggiungimento di questi obiettivi determinerà un miglioramento della sostenibilità complessiva della coltura del frumento attraverso un minor uso di sostanze chimiche e risorse idriche, associato ad una maggiore sicurezza alimentare. Per perseguire gli obiettivi indicati attraverso l’acquisizione di dati genetico-molecolari e fenotipici, verranno identificati loci del genoma caratterizzati dalla presenza di geni per la tolleranza alla fusariosi e alle ruggini, alla carenza idrica, in grado di migliorare l’efficienza di utilizzo dell’azoto e introdurre caratteristiche nutraceutiche importanti. Le informazioni acquisite verranno utilizzate per la costituzione e fornitura di nuove varietà e protocolli per la loro coltivazione e trasformazione con caratteristiche salutistiche e tecnologiche superiori.

La sostenibilità produttiva del frumento dipende in misura crescente dalla capacità delle nuove varietà di resistere a stress abiotici e biotici. Tra gli stress abiotici, siccità e stress termici giocano un ruolo preponderante alla luce dei recenti mutamenti climatici e dall’assenza di irrigazione. Tra gli stress biotici invece, il frumento è particolarmente esposto alla ruggine bruna ed alla fusariosi ed alla conseguente contaminazione da micotossine. Un problema aggiuntivo è derivato dalla necessità di ottimizzare l’applicazione dell’azoto, mantenendo un bilancio fra troppo poco azoto=scarso contenuto di proteine e troppo azoto=dilavamento nel terreno ed allettamento della coltura. Questo anche a causa del fatto che l’irrigazione del grano in Italia meridionale si basa quasi esclusivamente sull’acqua meteorica.

La sostenibilità della coltivazione del frumento duro nell’Italia meridionale richiede, da una parte, lo sviluppo di varietà produttive, migliorate per efficienza di utilizzazione delle risorse idriche (water-use efficiency: WUE) ed azotate (nitrogen-use efficiency: NUE), la resistenza alle principali patologie come ruggine bruna e fusariosi, e con un elevato contenuto proteico. Dall’altra, lo sviluppo di tecniche di monitoraggio della carica fungina, del potenziale idrico e del contenuto di azoto nel terreno e nella biomassa in crescita, consentendo di ottimizzare gli interventi antiparassitari, di fertilizzazione e di irrigazione di soccorso. La terza innovazione introdotta da INNOGRANO riguarderà lo sviluppo di varietà con migliorato contenuto delle principali vitamine idro- e liposolubili e di tecniche di molitura che ottimizzino la loro preservazione nella semola. Le varietà e le tecniche innovative di monitoraggio, agricoltura di precisione e molitura sviluppate da INNOGRANO costituiranno un “pacchetto” che consentirà agli agricoltori dell’Italia meridionale di competere efficacemente con i migliori grani stranieri, preservando l’italianità della filiera grano duro-pasta.

Il progetto NUTRITEC ha l’obiettivo di realizzare, per la filiera del grano duro, un insieme integrato di prodotti e processi comprendenti:
a) la selezione dei genotipi di grano duro con elevato contenuto di vitamine, carotenoidi, antociani, fibre, proteine e con elevato indice di glutine;
b) lo sviluppo di tecniche di agricoltura di precisione che consentano l’ottimizzazione degli input e la stabilizzazione delle produzioni;
c) lo sviluppo di nuove colture come il lupino con assenza di fattori amari e adatto anche a terreni mediamente alcalini, da immettere in rotazione a vantaggio della tecnica colturale e ritorno economico;
d) nuove semole per la produzione di pasta e prodotti da forno con elevato valore nutraceutico.
L’insieme di tali genotipi, protocolli e processi garantirà ai granicoltori dell’Italia meridionale una maggiore stabilità delle produzioni e della loro qualità, ridimensionando la grande variabilità della qualità e dei prezzi del grano italiano, e creando una filiera certificata “Made in Italy”.

La filiera del frumento duro è particolarmente rilevante nonché strategica nel territorio del centro e sud Italia, in particolar modo nelle Marche e nella Puglia. La principale finalità di NUTRITEC riguarda l’acquisizione di risultati sperimentali utili al fine del miglioramento genetico del frumento per le sue caratteristiche nutrizionali, di sicurezza alimentare e di sostenibilità agronomica ed economica attraverso l’introduzione di una nuova specie capace di agevolare la rotazione e fornendo nel contempo un apporto nutraceutico importante nelle costituzione di nuove semole adatte alla realizzazione di pasta e prodotti da forno con un valore salutistico aggiunto. Il raggiungimento di questi obiettivi determinerà un miglioramento della sostenibilità complessiva della coltura del frumento attraverso un minor uso di sostanze chimiche, un maggiore livello di sicurezza alimentare e la creazione di nuovi alimenti altamente funzionali e salutistici. Per perseguire gli obiettivi indicati attraverso l’acquisizione di dati genetico-molecolari e fenotipici, verranno identificati loci del genoma caratterizzati dalla presenza di geni per introdurre caratteristiche nutraceutiche importanti. Le informazioni acquisite saranno utilizzate per la costituzione e la fornitura di nuove varietà – e nuovi protocolli per la loro coltivazione e trasformazione – con caratteristiche salutistiche e tecnologiche nettamente superiori.

La sostenibilità produttiva del frumento dipende in misura crescente dalla capacità genetica adattativa all’ambiente di coltivazione e dalle tecniche agronomiche sempre più efficienti, dunque è essenziale la selezione di genotipo fortemente adattabile all’ambiente di riferimento e la possibilità di applicare idonee rotazioni e piani agronomici mirati; inoltre lo sbocco commerciale e la valutazione in termini di prezzo è un ulteriore elemento fondamentale per raggiungere tale sostenibilità. La possibilità di avere prodotti trasformati innovativi con elevato valore aggiunto nel campo della salute e della prevenzione di alcune patologie cronico-degenerative rappresenta uno sbocco eccellente per l’impianto economico della produzione del frumento duro. Tra le possibili innovazioni a livello nutraceutico, certamente un arricchimento nelle concentrazioni della quota di carotenoidi (luteina e b-carotene) sono un fattore molto importante da considerare dal punto di vista salutistico, unitamente alla presenza di antociani e a un valore di fibre solubili che rappresentano un plus ulteriore del prodotto. Se poi alla semola ottenuta in questo modo, si aggiunge la possibilità di integrare proteine e altri elementi funzionali derivanti da una leguminosa (nel nostro caso un lupino estremamente innovativo per assenza di principi amari), atta a migliorare anche la tecnica colturale e avere essa stessa una marginalità economica di rilievo, tutto l’impianto produttivo diventa estremamente efficiente. Un problema aggiuntivo è derivato dalla necessità di ottimizzare l’applicazione dell’azoto. Attraverso l’utilizzo di una precessione con una leguminosa, una quota di azoto da applicare al suolo sarebbe risparmiata. Infatti, il progetto prevede il monitoraggio e test dello sviluppo della coltura tramite valutazione con termocamere applicate su drone per il monitoraggio dello sviluppo della coltura, e valutare il vantaggio della rotazione tramite lupino.

La sostenibilità della coltivazione del frumento duro nell’Italia meridionale richiede, da una parte,lo sviluppo di varietà produttive, migliorate per efficienza di utilizzazione delle risorse azotate, la resistenza alle principali patologie, un buon contenuto proteico, unitamente ad un arricchimento di carotenoidi, di antociani e di fibre in generale. Dall’altra, la realizzazione di prodotti trasformati, quali pasta e prodotti da forno ad alto valore nutraceutico, costituiscono un pacchetto completo, sviluppato da NUTRITEC, che consentirà agli agricoltori dell’Italia meridionale di competere efficacemente, in termini reddituali, con altre colture più remunerative, che in tali areali, per le condizioni pedo-climatiche non avrebbero la stessa efficienza remunerativa. Il grande vantaggio si avrà anche dallo sviluppo di nuovi prodotti ad elevato valore nutrizionale, che avranno un forte impatto sulla salute pubblica.

L’ottenimento di linee maschio sterili fenotipicamente stabili, sia di frumento duro che tenero, e le rispettive linee mantenitrici e piante con la capacità di ristorazione della fertilità, sono i punti fondamentali di questo progetto.

Di pari passo si è valutata un’ampia variabilità genetica reperita in diverse parti del mondo al fine di massimizzare l’effetto eterotico a livello del singolo locus genomico per l’ottenimento di un elevato effetto eterotico. Si sono sviluppate al momento linee maschio-sterili e linee ristoratrici. Il pool di genotipi ad alta variabilità genetica è stato usato per introdurre variabilità in tali linee. L’effetto eterotico ottenuto è stato di un ottimo livello (vedi figura).

Attualmente è in corso la verifica dell’ipotesi citoplasmatica come origine del sistema di maschio sterilità attraverso approccio fenotipico e molecolare: sequenziamento del DNA citoplasmatico ed individuazione di loci coinvolti associati al fenotipo maschio sterile. Unitamente all’individuazione di loci siti nel DNA nucleare capaci di ristorare la fertilità.

L’espresso divieto di fare uso di farine animali nell’alimentazione zootecnica e le crescenti difficoltà a reperire sul mercato internazionale soia ogm-free impongono una revisione delle formulazioni mangimistiche nel rispetto del benessere degli animali e della tutela del consumatore. In sostanza, è necessario riformulare le razioni cercando di sostituire, almeno in parte, la soia con leguminose da granella tradizionali come il favino, prodotte nel territorio nazionale con metodi ecocompatibili ed esenti da organismi geneticamente modificati.

Ci si prefigge di valutare l’influenza delle fonti proteiche alternative alla soia sulle caratteristiche qualitative e dietetiche delle produzioni zootecniche (latte, carne, ecc). A tale scopo verranno approfondite le conoscenze relative alle esigenze nutrizionali delle specie animali, in relazione alle fonti proteiche alternative, per la formulazione di diete bilanciate. La ricerca consiste nella creazione nuovi genotipi di favino con assenza di tannini, unitamente alla resistenza alle Orobanche.

La possibilità di sostituire le proteine della soia con fonti alternative è ben documentata per i monogastrici ed i volatili, mentre scarsi sono i lavori effettuati su ruminanti o su vacche da latte. Per l’utilizzo di questa specie in sostituzione della soia, occorre che non vi siano tannini nel favino e la capacità di questa specie di essere competitiva a livello produttivo e resistenza ai diversi patogeni e in particolare, per alcune aree agli attacchi di Orobanche. Nello stesso tempo, le prove in vivo disponibili, in nessun caso sono state impostate sostituendo completamente la farina di soia con altre proteaginose. Per questo motivo la comparazione di razioni a completa sostituzione delle proteine della soia con favino “crudo”, con razioni analoghe ma con le stesse fonti proteiche native sono di estremo interesse per l’industria e per gli allevatori.

L’espresso divieto di fare uso di farine animali nell’alimentazione zootecnica e le crescenti difficoltà a reperire sul mercato internazionale soia ogm-free impongono una revisione delle formulazioni mangimistiche nel rispetto del benessere degli animali e della tutela del consumatore. In sostanza, è necessario riformulare le razioni cercando di sostituire, almeno in parte, la soia con leguminose da granella tradizionali come il lupino, prodotte nel territorio nazionale con metodi ecocompatibili ed esenti da organismi geneticamente modificati.

Ci si prefigge di valutare l’influenza delle fonti proteiche alternative alla soia sulle caratteristiche qualitative e dietetiche delle produzioni zootecniche (latte, carne, ecc). A tale scopo verranno approfondite le conoscenze relative alle esigenze nutrizionali delle specie animali, in relazione alle fonti proteiche alternative, per la formulazione di diete bilanciate. La ricerca consiste nella creazione di nuovi genotipi di lupino con assenza di principi amari, unitamente alla loro adattabilità a terreni alcalini dovuti al carbonato di calcio (questo aprirebbe molte aree alla coltivazione di una specie da reddito e ottima in rotazione).

La possibilità di sostituire le proteine della soia con fonti alternative è ben documentata per i monogastrici ed i volatili, mentre scarsi sono i lavori effettuati su ruminanti o su vacche da latte. Per l’utilizzo di questa specie in sostituzione della soia, occorre che non vi siano principi amari nel lupino; componenti che danno effetti tossici principalmente nei monogastrici. Nello stesso tempo, le prove in vivo disponibili, in nessun caso sono state impostate sostituendo completamente la farina di soia con altre proteaginose. Per questo motivo la comparazione di razioni a completa sostituzione delle proteine della soia con lupino “crudo”, con razioni analoghe ma con le stesse fonti proteiche native sono di estremo interesse per l’industria e per gli allevatori.

Il progetto riguarda lo sviluppo di nuovi ibridi di mais vitreo ad alta digeribilità dell’amido e adattamento agli ambienti mediterranei.
La scarsa disponibilità di lavori di breeding in Italia, per questo tipo di materiale, ha fatto si che i pochi ibridi disponibili siano di origine straniera e con scarsa valutazione nei nostri areali, facendo si che il livello di miglioramento a specifiche condizione sia moto basso e spesso ci si accontenta di quello che si trova sul mercato e proposto da solo attività di marketing, spesso distanti dalla valutazione scientifica.

Lo scopo del progetto è quello di ottenere dei nuovi ibridi a partire da popolazioni Italiane, adattate ai diversi areali dopo anni di coltivazione da parte di agricoltori locali. Questo permetterà di avere una buona base genetica già soggetta a pressione selettiva pluriennale nei diversi territori di origine, e dunque un adattamento notevole alle diverse condizioni pedo-climatiche. La diversificazione delle zone di origine ci ha permesso di valutare, attraverso analisi molecolari, la buona variabilità genetica presente in questi materiali. Si sono sviluppate ben 200 popolazioni, mantenute in selezione Half-sib; tali popolazioni sono in continua selezione per estrapolare linee da mandare in purezza per i futuri test cross.

Ogni linea mandata in purezza è soggetta ad analisi degli amidi, se non che delle sue caratteristiche fenotipiche adattative e resistenza ad avversità biotiche ed abiotiche. Le migliori linee sono testate per la loro capacità combinatoria generale e specifica, al fine dell’ottenimento di ibridi superiori con amidi particolarmente digeribili e molto ricercati sia per l’alimentazione umana che zootecnica.
Oggi sono in valutazione più di 250 linee pure e ben 200 nuovi potenziali ibridi commerciali.