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Wheat and barley Legacy for Breeding Improvement

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Nuovi approfondimenti sull’evoluzione e l’adattamento delle colture offrono una maggiore sicurezza alimentare

Con la popolazione mondiale destinata a raggiungere quasi i 10 miliardi entro il 2050, l’ONU (FAO) avverte che l’attuale produzione alimentare non sarà adeguata alle necessità. Con poca terra a disposizione, l’unica opzione realistica è aumentare la resa utilizzando mezzi di produzione più efficienti, come acqua e fertilizzanti.

ALIMENTI E RISORSE NATURALI

© CREA Centro di ricerca genomica e bioinformatica

La vasta gamma di condizioni di crescita delle piante in tutta Europa, in aggiunta a modelli climatici ed esigenze del mercato mutevoli, determina un costante bisogno di varietà di colture che si adattino a parassiti e malattie nuovi. A livello globale, una popolazione in rapida crescita, insieme ai cambiamenti climatici, sta mettendo a repentaglio la sicurezza alimentare. L’UE ha sostenuto il progetto WHEALBI, creato per migliorare la produzione di grano e orzo e introdurre nuove varietà insieme a sistemi di coltivazione innovativi. Combinando genomica, genetica e agronomia, il progetto ha raccolto dati dalle sequenze del genoma espresse di oltre 1 000 linee genetiche di grano e orzo. I dati saranno utili per i programmi di selettocoltura e la gestione delle colture. Valutazione della diversità delle colture e delle linee di riproduzione Poiché ogni pianta contiene migliaia di geni e i selezionatori cercano tipicamente di combinare più tratti in una pianta, lo sviluppo di varietà di successo è complesso, costoso e richiede tempo. Inoltre, i selezionatori cercano spesso di anticipare in termini di anni i bisogni degli agricoltori, dei consumatori e dell’ambiente. Le biobanche, dette «germoplasmi», semplificano questo processo fungendo da banche dei semi che contengono collezioni coltivate secondo regole di tracciabilità e con i semi conservati per essere distribuiti per almeno 10 anni. Questa diversità di specie, se combinata con il sequenziamento del genoma di nuova generazione, consente una caratterizzazione dettagliata come mai prima d’ora, offrendo una potente risorsa per i selezionatori. Il germoplasma WHEALBI è stato caratterizzato sia sul campo (in un vivaio), attraverso una rete che va dalla Scozia a Israele (cioè una varietà di climi), sia utilizzando piattaforme di determinazione del fenotipo per eseguire scansioni dell’intero genoma per tratti specifici. Qui sono state esplorate le firme della selezione adattativa, con la definizione degli alleli dei geni candidati per rivelare nuove variazioni associate a specifici fenotipi. «Abbiamo ottenuto il maggior numero di dati possibile sulle 1 024 varietà selezionate, raccogliendo informazioni in particolare sui tratti adattivi che forniscono resistenza a malattie, gelo e siccità, ad esempio», afferma il coordinatore del progetto, Gilles Charmet. I ricercatori di agronomia sono stati in grado di completare gli studi genetici testando una sottoclasse di varietà (relative all’intervallo di diversità osservato) in diversi sistemi di coltivazione, tra cui la semina senza aratura (agricoltura conservativa) e l’agricoltura biologica. La raccolta risultante, accessibile pubblicamente, di linee inbred georeferenziate di grano e orzo (materiali vegetali raccolti contemporaneamente) offre un accesso unico alla storia, ai tratti e ai dati fenotipici di queste colture. WHEALBI ha anche prodotto l’esoma, la parte codificante del genoma, ossia dati di sequenza per le varietà di orzo e grano che rappresentano la diversità globale, con particolare attenzione alle varietà coltivate in inverno adattate alle condizioni agricole europee. Una seconda rivoluzione verde? Il progetto ha individuato nuovi sistemi di gestione delle colture, valutandone l’impatto economico a livello sia agricolo che comunitario. Ciò potrebbe portare a un’industria agricola più competitiva con maggiori rendimenti e proventi da esportazione, oltre a un risparmio sui costi e una maggiore efficienza di lavorazione. Riducendo la pressione sulle risorse naturali, attraverso l’uso di varietà a resa più elevata e più resistenti al clima e alle malattie, la selettocoltura può contribuire a sostenere una catena alimentare più sicura. Può farlo apportando al contempo benefici all’ambiente (meno pesticidi) e alla biodiversità. Inoltre, queste innovazioni non solo migliorano la qualità, il gusto, la convenienza e la stagionalità degli alimenti, ma offrono anche benefici per la salute con nuove varietà di colture, come l’avena rafforzata con antiossidanti. La maggior parte della raccolta WHEALBI è disponibile gratuitamente tramite un portale dedicato. «Qui ogni scienziato o selezionatore può richiedere semi per i propri esperimenti, e usarli liberamente per la ricerca o la selettocoltura applicata», afferma Charmet.

Parole chiave

WHEALBI, coltura, adattamento, sicurezza alimentare, grano, orzo, genoma, biobanca, banca dei semi, cambiamenti climatici, popolazione

Informazioni relative al progetto

ID dell’accordo di sovvenzione: 613556

Stato

Progetto concluso

  • Data di avvio

    1 Gennaio 2014

  • Data di completamento

    31 Dicembre 2018

Finanziato da:

FP7-KBBE

  • Bilancio complessivo:

    € 6 904 176,80

  • Contributo UE

    € 4 999 996

Coordinato da:

INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE

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