Ricerca
La potenzialità produttiva è la caratteristica, ancora oggi, fondamentale per l’affermazione di qualsiasi varietà di qualsiasi specie che entra a disposizione del produttore agricolo. Elemento fondamentale e costantemente ricercato fin dagli albori del miglioramento genetico, che per quanto riguarda il frumento duro, nasce in Italia dai primi del 1900. Espressione della famigerata “Rivoluzione Verde”, vide come primo pioniere l’Italia con Nazzareno Strampelli, successivamente seguito da altri ricercatori di altre nazionalità.
La potenzialità produttiva esprime la capacità massima di produzione (kg per unità di superficie investita e mezzi tecnici utilizzati), di una determinata varietà di una determinata specie, della parte vegetale oggetto di utilizzazione o trasformazione.
Tale carattere è alla base dei principi di sperimentazione, selezione e miglioramento genetico che la Genetic Services persegue, attraverso la sua ricerca, per garantire al mondo agricolo massime rese unitarie in relazione alla tecnologia disponibile.
L’adattamento all’ambiente è un fattore di primaria importanza per garantire la massima produzione (kg per unità di superficie investita e mezzi tecnici utilizzati, di una determinata varietà di una determinata specie) in un determinato ambiente caratterizzato da determinate condizioni pedo-climatiche.
A tale scopo, ogni varietà di ogni specie avrà la sua massima adattabilità in uno dei diversi ambienti di coltivazione. L’obiettivo della Genetic Services è quello di selezionare varietà perfettamente adatte per le diverse condizioni pedo-climatiche specifiche di ogni ambiente di coltivazione.
La componente qualitativa è un parametro alla base della selezione genetica della Genetic Services. Tale componente è diversa a seconda della specie di riferimento: per il frumento duro le caratteristiche qualitative sono riferite alla quota proteica che una nuova varietà riesce ad accumulare in base alla propria genetica, in base al contenuto di β-carotene e luteina (tradotto in indice di giallo della semola) e quantità e qualità del glutine. Tali parametri rappresentano la base per la realizzazione di pasta di altissimo livello. Per il frumento tenero i parametri, quali contenuto proteico e caratteristiche alveografiche, sono selezionati per l’ottenimento di varietà ognuna adatta ad un particolare prodotto, quali ad esempio: biscotti, pane e prodotti dolciari a lunga lievitazione. Altre specie, ed in particolare le leguminose da granella, rappresentano un’innovazione, infatti, due novità assolute sono rappresentate dal favino completamente assente di tannini, e dunque utilizzabile pienamente nei mangimi senza che gli stessi tannini blocchino l’assorbimento proteico a livello intestinale, e dal lupino con assenza completa di lupanina, principio amaro altamente tossico per i monogastrici. Per il mais invece i nostri ibridi si fregiano del più alto amido digeribile presente nella gamma degli ibridi vitrei attualmente commercializzati in Italia.
I nutraceutici sono quei principi nutrienti contenuti negli alimenti che hanno effetti benefici sulla salute e si trovano in natura. I nutraceutici possono essere estratti, sintetizzati e utilizzati per gli integratori alimentari, oppure addizionati negli alimenti. Le quantità minime di nutrienti per ottenere dei benefici, sono disciplinate da regolamenti europei (es. Regolamento 432/2012) nei quali vengono elencati i claim (frasi esplicative del beneficio procurato) utilizzabili.
Gli alimenti nutraceutici vengono comunemente anche definiti alimenti funzionali, alicamenti, pharma food o farmalimenti. Per tali molecole, la Genetic Services è molto attenta nella propria ricerca e selezione. Abbiamo avviato diversi progetti di ricerca in questa ottica per quanto riguarda i cereali, in particolare il frumento duro per realizzazione di paste ad alto valore nutrizionale; un’importante sperimentazione è in atto con l’Università di Palermo – Dipartimento di Gastroenterologia. Sempre per il frumento duro è in atto un progetto di selezione dedicato all’ incremento di polifenoli, luteina e β-carotene e altri composti ad alto valore nutrizionale. Alcuni risultati sono già stati ottenuti come ad esempio la nuova varietà di frumento duro Brigante ad alto valore di luteina e β-carotene. Si stanno valutando anche altre specie capaci di produrre determinati nutrienti come ad esempio il teff o anche alcune accessioni di Mais, ma anche alcune leguminose da granella.
Le malattie delle piante erano note già in tempi antichissimi: nell’antico testamento vengono citati gli effetti provocati su di esse dall’oidio e dagli insetti. I Romani indicevano le feste Robigalia per invocare gli dei a tenere lontane le ruggini del frumento, che riducevano e deterioravano il prodotto. Le cause di questi non erano però note. Infatti solo dopo il 1800, a seguito della teoria di Pasteur, venne riconosciuto che le malattie delle piante erano causate da organismi parassiti: animali o vegetali.
I danni di una malattia si esprimono in una diminuzione della produttività, e in alcuni casi possono sortire effetti drammatici:
- La Phytophotora infestans (Peronospora), a cavallo tra il 1845 e il 1851 portò la distruzione della coltivazione della patata in Europa, causando una diminuzione della popolazione dell’ Europa centro-occidentale.
- Nel 1959, fece la comparsa negli Stati Uniti un nuovo biotipo di Ruggine nera (Puccinia graminis), il quale distrusse buona parte del raccolto di frumento tenero, nonostante la presenza di varietà portatrici di geni di resistenza alle razze fino ad allora presenti.
- In Uganda nel 1999 appare un nuovo ceppo di ruggine nera chiamato Ug99: circa il 90% del raccolto mondiale di frumento è suscettibile a Ug99.
- Le segnalazioni di fusariosi della spiga si sono susseguite a livello globale fino a divenire, nell’ultimo decennio del XX secolo, il maggior fattore limitante la coltura del frumento in molte parti del mondo (Stack, 1999; Dubin et al., 1997).
La resistenza genetica, dunque, è un fattore di estrema importanza per lo sviluppo di nuovi genotipi della Genetic Services. Metodi di selezione assistita da marcatori molecolari (M.A.S.), sono in atto per il trasferimento di QTLs (Quantitative Trait Loci) e geni noti ad alta efficienza nei genotipi di interesse. Tra le principali malattie del frumento (duro e tenero) oggetto di selezione, importanti risultati si sono ottenuti per ruggine bruna (Pucinia recondita f.sp. graminis) ruggine gialla (Puccinia striiformis), septoria (Septoria tritici) e fusarium (Fusarium spp.). Ulteriori risultati si sono ottenuti sulle diverse specie trattate per le patologie più dannose.
I numeri della nostra ricerca
5000
Linee in osservazione
20
Ettari di parcellizzazione
9
Partnership internazionali
20000
Ton annue di varietà certificate
Cenni storici sulla ricerca
Dall’inizio dell’addomesticazione delle piante, due momenti storici hanno rivoluzionato tale processo, consentendo all’ottenimento di materiale vegetale che meglio ha risposto ai requisiti richiesti, man mano che il decorso storico dell’uomo agricoltore progrediva. Il primo di questi due momenti si ha agli inizi del secolo, quando ci si rese conto dell’importanza delle idee di Gregor Johann Mendel (Esperimenti sugli ibridi vegetali, pubblicati sulla rivista della Società di Storia Naturale di Brno nel 1866). Nel 1900, il suo lavoro fu riscoperto da Hugo de Vries, Carl Correns ed Erich von Tschermak. Ronald Fisher nel 1918 usò la teoria mendeliana come base per la sintesi moderna nella biologia evoluzionistica. Quello che poteva essere una visione del fenotipo era in realtà il risultato finale di un complesso processo biologico ancora sconosciuto, ma che fu ben presto svelato.
A spianare la strada della comprensione di quali processi biologici fossero alla base delle differenze genetiche fra le diverse specie, o tra diversi individui della stessa specie, furono due ricercatori: lo statunitense James Watson ed il britannico Francis Crick che, nel 1953, presentarono sulla rivista Nature quello che è oggi accertato come il primo modello accurato della struttura del DNA: quello della doppia elica. Questo rappresenta il secondo momento storico fondamentale che segnerà profondamente l’evoluzione della genetica moderna. In una importante presentazione del 1957, Crick propose il dogma centrale della biologia molecolare, che fissa le relazioni tra DNA, RNA e proteine. La conferma finale del meccanismo di replicazione basato sulla struttura a doppia elica, fu fornita nel 1958 dall’esperimento di Meselson-Stahl. Un successivo lavoro di Crick dimostrò come il codice genetico fosse basato su triplette di basi non sovrapposte, permettendo ad Har Gobind Khorana, Robert Holley e Marshall Warren Nirenberg di decifrarlo. Queste scoperte sono alla base della moderna biologia molecolare.
Dal lontano 1953 la ricerca sul DNA ha fatto passi da gigante. Oggi non si discute più della struttura del DNA, ormai assodata, ma di cosa fa un particolare pezzo di DNA, di come la nostra storia sia scritta dentro questa molecola, della relazione fra DNA e malattie, e dell’utilizzo di questa molecola in quelle che vengono definite le nuove biotecnologie. Non bisogna dimenticare, però, un terzo passaggio chiave che ci ha permesso di leggere e decifrare l’enorme sequenza di basi azotate che costituiscono l’informazione genetica di ogni individuo vivente: la scoperta della reazione a catena della polimerasi (Polymerase Chain Reaction o PCR), una tecnica che ha rivoluzionato il mondo della chimica e della genetica, permettendo l’amplificazione in vitro di frammenti di DNA con innumerevoli applicazioni in campo medico, agrario, animale. Questa scoperta fu fatta, nel 1983, da Kary Banks Mullis e gli valse nel 1993 il premio Nobel per la chimica. Se oggi la tecnologia molecolare ci ha consentito di sequenziale diversi genomi di diverse specie viventi, fra cui l’uomo, e di individuare diversi geni di interesse, sia umani, che animali e vegetali, un grosso ringraziamento va a questo uomo.