Nuovi strumenti e metodi per selezionare colture a prova di futuro
Per sostenere la sicurezza alimentare futura, l’Europa dovrà scegliere nuove colture in grado di resistere alle sfide dei cambiamenti climatici. Ciò include la sperimentazione e l’introduzione di varietà più adattabili alle pratiche di gestione sostenibile delle colture. Nel progetto INVITE(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, un consorzio di soggetti multidisciplinari intendeva migliorare l’efficienza dei test sulle varietà di colture. Il progetto ha sviluppato una serie di strumenti e metodi in grado di verificare il successo delle colture in una serie di condizioni di produzione e di stress. Il team ha lavorato su 10 diverse colture di importanza commerciale, soprattutto mais e grano. Molti progressi sono stati fatti anche in colture quali girasole, pomodoro, mela e foraggio, oltre che nella soia e nella colza. «Le principali pressioni che abbiamo testato sono state quelle biotiche, come i parassiti e le malattie, e quelle abiotiche, ovvero l’impatto dei cambiamenti climatici», spiega François Laurens(si apre in una nuova finestra), scienziato del Istituto nazionale di ricerca per l’agricoltura, l’alimentazione e l’ambiente(si apre in una nuova finestra) in Francia.
Definizione di bioindicatori dei principali fattori di stress delle colture
L’équipe ha innanzitutto condotto una ricerca a monte per definire i bioindicatori dei principali fattori di stress. Per verificare l’impatto dello stress biotico sulle colture, il team ha deciso di quantificare il livello di incidenza di septoria(si apre in una nuova finestra) – una malattia fungina molto dannosa - sulle colture di grano durante il periodo asintomatico. Per quanto riguarda gli stress abiotici, i ricercatori hanno scelto tre esempi, tra cui: bioindicatori per l’utilizzo dell’acqua da parte delle piante, test dei pomodori in una serie di condizioni di coltivazione, test dei modelli epigenetici nei cloni di mele in varie condizioni climatiche europee future.
Sviluppo di nuovi strumenti e metodi
I principali risultati del progetto sono stati ottenuti con lo sviluppo di strumenti e metodi avanzati per testare le varietà di colture, con importanti progressi nella fenotipizzazione, nella genotipizzazione e nella modellazione. Per la fenotipizzazione, il team ha sviluppato più di 40 test per quasi tutte le colture, per un’ampia varietà di tratti vegetali, comprese le caratteristiche degli organi, delle malattie, dello sviluppo delle piante e dell’adattamento ai cambiamenti climatici. I test sul campo e in laboratorio hanno coinvolto diverse tecnologie, tra cui telefoni cellulari, droni, bastoni Literal(si apre in una nuova finestra), dispositivi specifici per determinate colture e piattaforme di fenotipizzazione. «Siamo riusciti a migliorare in modo significativo i livelli di maturità tecnologica (TRL) dei diversi strumenti studiati», aggiunge l’autore. Alcuni dei più alti livelli di TRL sono stati raggiunti dagli uffici di esame su entrambe le tecnologie per le colture di grano, misurando i tratti chiave delle prestazioni utilizzando bastoni Literal e droni dotati di telecamere multispettrali e RGB; e sul mais con un importante successo, la «earbox» che valuta le caratteristiche della pannocchia del mais. Per quanto riguarda la genotipizzazione, INVITE ha definito marcatori molecolari legati a specifiche caratteristiche delle piante e per aiutare a gestire le collezioni di riferimento. Il team ha proposto nuovi biotest per tre importanti malattie delle piante: il virus del mosaico del pomodoro, il virus dell’avvizzimento maculato del pomodoro e la fusariosi. Altri sono stati proposti per tutte le colture e per molti tratti. INVITE ha inoltre utilizzato una lunga serie di dati storici per addestrare nuovi modelli sulla modellizzazione statistica e fisiologica. Oltre alla modellizzazione pura, il team sottolinea i progressi compiuti nell’ambito del «envirotyping», che valuta come cresceranno le varietà di colture in vari paesi dell’UE in base a futuri scenari agro-ambientali, e un prototipo di strumento di supporto alle decisioni per i girasoli. Questo aiuta gli agricoltori a scegliere una cultivar che tenga conto della varietà, dei meriti agronomici, delle prestazioni e dell’ambiente.
Seminare nuovi progetti europei
Il lavoro verrà portato avanti direttamente attraverso altri progetti dell’UE, tra cui PHENET(si apre in una nuova finestra), AppleBiome(si apre in una nuova finestra) e InnOBreed(si apre in una nuova finestra). «Uno dei principali successi del progetto è stato quello di creare un vero e proprio consorzio che riunisce gli uffici di ricerca, esame e post-registrazione e i selezionatori di piante», afferma il ricercatore.
