Foreste di pini più sostenibili in fase di sviluppo
Le conifere, il genere di alberi che include pino, peccio e abete, svolgono un ruolo molto importante nella regolazione delle dinamiche delle foreste e del clima in Europa. Esse hanno un impatto rilevante sulla salute degli ecosistemi, oltre a vantare un grande valore economico grazie al loro legno e ai loro prodotti non legnosi. Il progetto PROCOGEN (Promoting a functional and comparative understanding of the conifer genome - implementing applied aspects for more productive and adapted forests), finanziato dall’UE, ha condotto una ricerca genomica sulle conifere per migliorare la selezione e la gestione forestale. Per raggiungere i suoi obiettivi il progetto ha riunito ricercatori, accademici e portatori di interesse dell’industria provenienti da Europa e Nord America all’interno di un team multidisciplinare. Esso ha lavorato su organizzazione del genoma, genotipizzazione delle conifere e identificazione dei geni che controllano tratti chiave collegati a crescita e adattamento ai cambiamenti ambientali, oltre che ai benefici ecologici ed economici. I più recenti strumenti e test genomici sono stati utilizzati sul materiale genetico ottenuto, concentrando l’attenzione su quattro specie europee: pino marittimo, pino di Scozia, abete rosso e peccio di Sitka. Sono stati ottenuti degli sviluppi pionieristici in differenti campi della ricerca di base, come ad esempio la genomica strutturale di grandi e complessi genomi vegetali, fornendo nuovi genomi di riferimento per il pino, variabilità del genoma basata sulla scoperta di polimorfismo a singolo nucleotide (SNP), e un ampio catalogo di geni coinvolti in risposte adattive e produttive. L’analisi funzionale ha fornito informazioni non solo sul controllo genetico dei tratti adattivi e produttivi, ma anche informazioni sul potenziale ruolo dei meccanismi epigenetici nel controllo molecolare della plasticità fenotipica, che è una questione fondamentale quando si incrementa la resilienza al cambiamento climatico. L’analisi comparativa ha consentito lo studio di macro e micro sintenia delle specie di conifere a differenti livelli. Le risultanti informazioni hanno un impatto non solo sulla conoscenza della loro evoluzione in confronto con le angiosperme, ma anche sul favorire l’uso di strumenti genomici in altre specie di conifere. Gli effetti nella genomica traslazionale, basata su modellazione della selezione multi obiettivo e casi di studio, sono cruciali per scegliere i risultati basilari da applicare nella selezione con assistenza molecolare e nella gestione delle risorse delle conifere. Strumenti di preselezione (ovvero matrici di genotipizzazione per la ricostruzione della genealogia), approcci con cattura dell’esone e genotipizzazione mediante sequenziamento (GBS) per genotipizzazione SNP ad alto volume sono stati usati per valutare la diversità genomica su scala di ripartizione naturale delle specie e per ridefinire le raccolte di base. L’impatto nella bioinformatica è stato associato principalmente ai nuovi sviluppi necessari per analizzare dei genomi così grandi e complessi. Altre attività chiave hanno incluso la revisione delle metodologie esistenti e la valutazione dei parametri chiave della popolazione, gli studi per la prova del concetto sulla fattibilità della selezione genomica per specie di conifere modello in Europa o lo sviluppo di strumenti di simulazione e la loro applicazione a una serie di scenari di selezione tipologica. I dati vengono forniti alla comunità scientifica e al pubblico attraverso ambienti facili da usare e altamente integrati. Una volta completata la ricerca, il team del progetto ha pubblicato i risultati e ha aperto la strada a futuri ambiti di ricerca. Esso ha fatto progredire delle strategie per migliorare produttività e adattamento delle foreste al cambiamento climatico, contribuendo a un modello più sostenibile per le foreste europee. Questa ricerca può essere utile per le foreste all’interno delle frontiere dell’UE e anche al di fuori di esse (ovvero in Russia, Nuova Zelanda, Giappone e le Americhe), compiendo progressi riguardanti la sostenibilità e il cambiamento climatico su scala globale.
Parole chiave
Pino, conifere, ProCoGen, genoma, gestione forestale, genomica
