Un nuovo modo di modificare geneticamente le colture previene la contaminazione crociata
Abbiamo bisogno di un modo sostenibile ed efficiente per alimentare una popolazione in rapido aumento: nel 2017, la Divisione Popolazione delle Nazioni Unite ha previsto che, entro il 2055, ci saranno 10 miliardi di bocche da sfamare. Al tempo stesso, la terra viene erosa dal mare e il deserto e il suolo sono sempre più degradati. La modificazione genetica delle colture potrebbe offrire una soluzione; attualmente, tuttavia, i caratteri utili sono generalmente poligenici e coinvolgono piante che si riproducono mediante impollinazione. La maggior parte dei seminativi si riproduce in tal modo; è pertanto il rischio di impollinazione incrociata tra piante modificate e non modificate a rivelarsi problematico. «Se la pianta è in grado di riprodursi senza dover ricorrere al polline, è possibile ottenere piante transgeniche apomittiche maschiosterili che non producono polline e, di conseguenza, non possono diffondere polline transgenico in campi a coltura biologica», spiega il prof. Emidio Albertini, che lavora presso l’Università di Perugia ed è il ricercatore principale del progetto PROCROP, sostenuto dall’UE. «L’introgressione dell’apomissia da parenti selvatici nelle specie di colture e la trasformazione dei genotipi sessuali in genotipi a riproduzione apomittica sono da lungo tempo obiettivi perseguiti dalla selettocoltura», spiega. Nella selezione vegetale tradizionale, alcuni genotipi vengono scelti mediante selezione fenotipica. Successivamente, ne viene analizzata la specifica capacità di combinazione per testare la possibilità di utilizzarli come linee parentali per la costituzione di semi ibridi F1 (ovvero semi che offrono un miglioramento o un aumento della funzione di qualsiasi qualità biologica in una progenie ibrida). Le linee inbred con le migliori prestazioni vengono selezionate, moltiplicate in campi isolati e incrociate in combinazioni parallelizzate al fine di ottenere ibridi F1 uniformi, vigorosi e a resa elevata. Questo metodo, tuttavia, richiede una serie di azioni: le due linee inbred devono essere mantenute pure e moltiplicate in campi separati. In seguito, per ottenere il seme ibrido, è necessario predisporre un apposito campo in cui circa un quarto delle piante viene utilizzato come impollinatore (ad esempio inbred donatore di polline), mentre i semi F1 ibridi vengono raccolti dalle piante rimanenti. Gli agricoltori non possono riutilizzare i semi raccolti dagli ibridi F1 in quanto essi daranno origine a popolazioni altamente variabili a causa della segregazione e ricombinazione genetica. «L’impiego di linee apomittiche, ovvero che si riproducono per via asessuata, senza fecondazione, rende la situazione molto più semplice. Successivamente alla selezione delle linee inbred superiori da utilizzare come sementi parentali, esse possono essere incrociate con linee clonali come donatrici di polline portanti il gene per l’apomissia allo scopo di ottenere semi ibridi F1 che condividono un genotipo altamente eterozigote. A partire da tale momento, ciascuna varietà ibrida F1 può essere mantenuta per diverse generazioni con caratteri fissati permanentemente», afferma il prof. Albertini. I selettocoltori, spiega il professore, ritengono che l’introduzione dell’apomissia in colture importanti dal punto di vista agronomico avrà implicazioni rivoluzionarie per l’agricoltura. La fissazione dell’eterosi mediante l’apomissia è un obiettivo auspicabile sia per i selettocoltori sia per gli agricoltori e si prevede che avrà un impatto rivoluzionario sulla produzione alimentare e agricola. «L’impatto esercitato dalle colture apomittiche nell’agricoltura sarà paragonabile, o persino superiore, a quello della Rivoluzione verde, soprattutto nei paesi del Terzo mondo. Secondo le stime, in effetti, l’utilizzo della tecnologia apomittica nella sola produzione del riso ibrido potrebbe determinare vantaggi a livello economico superiori agli 1,8 miliardi di EUR all’anno». La tecnologia apomittica potrebbe inoltre fornire benefici per le colture propagate mediante clonazione, come i manghi. Le rese delle colture clonali sono limitate dagli agenti patogeni (principalmente di carattere virale ed endofitico), che si accumulano nel corso di tornate successive di propagazione vegetativa e pregiudicano seriamente il rendimento e lo scambio dei germoplasmi tra i paesi. «L’impiego della tecnologia apomittica in queste colture offrirebbe l’opzione aggiuntiva di apportare vantaggi alla propagazione mediante i semi clonali, generando di conseguenza materiale libero da malattie che può essere conservato e trasportato più facilmente», afferma il prof. Albertini. Questa ricerca è stata intrapresa con il sostegno del programma Marie Skłodowska-Curie. Il team sta tuttora collaborando per cercare di far luce sul controllo genetico dell’apomissia e ha presentato un progetto di follow-up per sviluppare il promettente lavoro di base svolto da PROCROP.
Parole chiave
PROCROP, coltura, polline, pianta, riproduzione, apomissia, contaminazione crociata, modificazione genetica, ibrido, seme, selettocoltura