Premessa: risorse genetiche per un mais di qualità
La strategicità delle risorse genetiche di mais conservate presso le banche del germoplasma dei vari Paesi non consiste unicamente nella possibilità del loro utilizzo in programmi di salvaguardia della biodiversità esistente, ma anche nel fatto che esse costituiscono una preziosa sorgente di nuovi geni, alleli e caratteri importanti per generare nuova biodiversità, cioè per il miglioramento genetico della specie, utilizzandole come donatrici di fonti di resistenza a stress ambientali, biotici e abiotici, o di particolari caratteristiche di qualità. Tali varianti geniche sconosciute e sottoutilizzate meritano, pertanto, di essere individuate, valorizzate e preservate nell’ambito della promozione rurale e della salvaguardia ambientale (Balconi et al., 2014; Torri et al., 2015).
Grande attenzione è stata recentemente posta dal mondo della ricerca al fatto che le risorse genetiche siano largamente sottoutilizzate e che, se adeguatamente valorizzate, potrebbero giocare un ruolo cruciale nello sviluppo di nuove varietà in grado di contrastare, tra le altre, anche le sfide derivanti dai cambiamenti climatici. La perdita di biodiversità renderebbe impossibile conoscere quali risorse per l’agricoltura avremmo ancora avuto a disposizione, ma la sola conservazione nelle banche del germoplasma non ne consentirebbe la comprensione e l’uso per i sistemi agricoli del futuro.
Numerosi accordi internazionali direttamente collegati alla Convenzione sulla Biodiversità (CBD), adottata nel 1992, sono stati varati a partire dal 2000 ad oggi; tra questi il Protocollo di Cartagena (CBD, 2000), il Trattato Internazionale sulle risorse genetiche per l’alimentazione e l’agricoltura (FAO, 2004) e il Protocollo di Nagoya (CBD, 2010) che hanno permesso di focalizzare l’attenzione su temi di rilevanza planetaria, quali la biosicurezza e l’accesso alle banche del germoplasma internazionali.
Si definiscono Risorse genetiche vegetali per l‘agricoltura e l’alimentazione “qualsiasi materiale genetico di origine vegetale che abbia un valore effettivo o potenziale per l’agricoltura e l’alimentazione” (*G.U. n.95, 23 aprile 2004);
– Cultivar moderne: varietà ottenute da programmi di breeding (n.d.a. miglioramento genetico) nella seconda metà del secolo scorso, caratterizzate da omogeneità genetica e buona produttività.
– Linee di breeding: genotipi selezionati da progenie di incroci.
– Stock genetici: materiali che portano mutazioni a geni coinvolti nel metabolismo o nello sviluppo della pianta, usati in ricerca per lo studio della funzione dei geni associati.
– Ecotipi: varianti genetiche adattate e legate a una particolare zona geografica.
– Varietà locali: popolazioni coltivate da tempo in una specifica zona, caratterizzate da ampia variabilità genetica e forte adattamento al territorio.
Potenzialità e criticità
1) Le Risorse genetiche vegetali giocano un ruolo cruciale nella sostenibilità delle attività agricole tramite adattamento delle piante ai cambiamenti climatici.
2) La grande diversità delle risorse genetiche è largamente sottoutilizzata nelle attività di breeding.
3) L’accesso alle risorse genetiche è spesso limitato dalla quantità dei materiali disponibili e dalle scarse informazioni fornite dai siti di conservazione.
4) Esiste crescente preoccupazione per perdita di biodiversità ed erosione genetica, da qui la necessità di aumentare e migliorare la conservazione, la valutazione e l’utilizzo delle risorse genetiche.
L’ECPGR – European Cooperative Programme for Plant Genetic Resources – Programma Europeo di Collaborazione per le Risorse Genetiche
L’ECPGR è un programma di collaborazione tra le nazioni d’Europa che si inserisce in quest’ottica, attivo dal 1980, con lo scopo di assicurare la conservazione a lungo termine e facilitare l’utilizzo delle risorse genetiche vegetali. Nell’ambito di questo programma sono attivi numerosi gruppi di lavoro (Working Groups) tra i quali tre gruppi tematici e venti dedicati alle singole specie. Quello dedicato al mais è stato istituito nel 2019 e il CREA, Centro di ricerca Cerealicoltura e Colture Industriali, ne è Rappresentante italiano.
Obiettivi principali dell’ECPGR:
1) Conservare efficientemente le risorse genetiche europee e renderle disponibili per attività di breeding e di ricerca attraverso un sistema coordinato di gestione delle banche del germoplasma, European Conservation Genebank SystemAEGIS, attivo dal 2009, con la partecipazione di 34 nazioni e l’adesione di 66 istituzioni.
2) Fornire dati di caratterizzazione, valutazione e informazioni fenotipiche riguardo alla diversità delle risorse genetiche vegetali europee conservate nelle banche del germoplasma, attraverso il catalogo EURISCO. On line sono disponibili “passport data” relativi ad oltre 2 milioni di accessioni genetiche conservate da circa 400 istituzioni distribuite in tutta l’Europa.
Il progetto EVA – European Evaluation Network for Genetic Resources – Network Europeo di Valutazione delle Risorse Genetiche (2019-2022)
Il Network EVA è stato istituito e coordinato dall’ECPGR nel 2019 e sviluppato in collaborazione con l’European Seed Association, l’Associazione Europea di cui fanno parte enti e ditte private che operano nel settore sementiero, e finanziato dal Ministero dell’Agricoltura della Germania (German Federal Ministry of Food and Agriculture), con lo scopo di creare un’interazione tra partnership privata e pubblica volta ad effettuare valutazione delle risorse genetiche, tra le quali il mais, destinate all’alimentazione e all’agricoltura e a migliorare la digitalizzazione, armonizzazione, disponibilità e scambio dei dati raccolti.
Il network EVA mira a promuovere la moltiplicazione delle accessioni genetiche delle banche del germoplasma europee, fornendole alle ditte sementiere europee e alle istituzioni di ricerca, affinché i materiali vengano valutati nei diversi ambienti di pertinenza.
Il Network EVA per il mais (2020-2022)
Per quanto riguarda il programma dedicato al mais per il triennio 2020-2022, al quale CREA – Centro di Ricerca Cerealicoltura e Colture Industriali, sede di Bergamo partecipa per l’Italia, ciascuna istituzione coinvolta ha scelto dalla propria banca del germoplasma accessioni genetiche utili per il programma e ne ha avviato la riproduzione nel corso della campagna maidicola 2020 per poter disporre di materiale da distribuire ai partner europei per la genotipizzazione e la valutazione in laboratorio e in campo, in condizioni di stress biotico e abiotico, seguendo protocolli in via di definizione (2021 e 2022).
I dati raccolti dalle valutazioni effettuate nei campi di prova distribuiti tra le varie nazioni partecipanti all’iniziativa saranno raccolti dal coordinamento dell’iniziativa (ECPGR) e rese disponibili ai partner del progetto EVA tramite accessi riservati per tre anni, prima di poter essere successivamente resi disponibili pubblicamente tramite il database EURISCO.
I materiali saranno scambiati tra i partner mediante il protocollo “Standard Material Transfer Agreement”, accordo che definisce le possibilità e le limitazioni d’uso dei materiali genetici, definito dal Trattato-FAO.
I partner coinvolti nel Progetto EVA dedicato al mais sono ditte sementiere private, istituzioni di ricerca e banche del germoplasma, o enti di assistenza tecnica, e sono i seguenti:
– Arvalis, Euralis, Limagrain, RAGT-2n, Syngenta (Francia); KWS, Research & breeding Dottenfelderhof (Germania); Planta (Italia), MRI Zemun Polje (Serbia) Agrosa, Fito, Secobra Recherches (Spagna); Getreidezüchtung Peter Kunz (Svizzera); Corteva (Multi).
– Institute of Plant Genetic Resources, Tirana (Albania); CRI, Prague (Repubblica Ceca); INRA, Gif-sur-Yvette and Montpellier (Francia), CREA-CI Bergamo (Italia), IPK, Gatersleben (Germania); INIAV, Braga and IPC, Coimbra (Portogallo); Suceava Genebank (Romania); MRI Zemun Polje (Serbia); CSIC Pontevedra (Spagna); Agroscope Nyon (Svizzera).
La risorse genetiche di mais italiano protagoniste del Network EVA
Il germoplasma di mais reperibile in Italia è certamente uno dei più ampi, sia per apporti originali sia per differenziazione locale di forme, in una fascia climatica del Sud Europa che ha favorito tale diversificazione. Le innumerevoli situazioni pedoclimatiche che caratterizzano il nostro Paese e le distinte modalità di coltura maidicola hanno infatti dato luogo a numerose varietà locali. La rapida diffusione degli ibridi, avvenuta a partire dagli anni ‘50, ha determinato la quasi completa sostituzione delle preesistenti varietà autoctone; tuttavia, tale prezioso patrimonio genetico si può ritenere ben rappresentato dagli oltre 600 campioni di popolazioni locali italiane raccolti e conservati, a partire dal 1954, presso il CREA Centro di ricerca Cerealicoltura e Colture Industriali, Sede di Bergamo. La particolare geografia e orografia dell’Italia ha favorito la selezione di moltissime varietà di mais con granella di tipo vitreo e semi-vitreo, con una maggiore resa alla macinazione e una particolare idoneità alla produzione di farine per l’alimentazione.
CORE-collection del progetto europeo RES-GEN 88 valutata in EVA
Negli anni 1997-2001 il progetto europeo “Implementation of the European network for evaluation, conservation and utilisation of European maize landraces genetic resources” (RESGEN 088) ha creato uno dei primi network per la valorizzazione delle risorse genetiche. Il razionale del progetto partiva dalla necessità di sviluppare a livello internazionale protocolli standard per la conservazione delle varietà tradizionali locali (landrace) di mais, soppiantate dagli ibridi nella maggior parte degli ambienti maidicoli nella seconda metà del XX secolo e mantenute ex situ nelle banche del germoplasma di diverse istituzioni nazionali. Il progetto si proponeva inoltre di ottimizzare la conservazione di questo patrimonio creando una CORE-collection europea che contenesse la massima variabilità genetica possibile riducendo al minimo le ripetizioni. Nove partner scientifici da sette Paesi europei (Francia, Germania, Grecia, Italia – rappresentata dal CREA Sede di Bergamo -, Olanda, Portogallo e Spagna) hanno condiviso un set di 400 landrace nazionali che sono state caratterizzate a livello agronomico (prove parcellari in condizione di basso livello di N o stress idrico), molecolare (AFLP), chimico (proteine, lipidi, amido, carotenoidi, composizione dei trinciati) e fitopatologico (resistenza a Sesamia). L’analisi statistica dei risultati ha consentito di selezionare la CORE-collection, costituita da 93 landrace, di cui 19 italiane. Numerose pubblicazioni sono state realizzate sui dati ottenuti tramite i vari approcci di caratterizzazione dei materiali condivisi (es. Berardo et al. 2009).
Pertanto, al fine di valorizzare le conoscenze ottenute nell’ambito del progetto RESGEN 088, sono state scelte le landrace italiane contenute in questa CORE-collection quali materiali strategici da condividere nell’ambito del Maize Network EVA.
Bibliografia
Balconi C., Berardo, N., Locatelli, S., Lanzanova, C., Torri, A. and Redaelli, R. (2014). Evaluation of Fusarium verticillioides ear rot resistance and fumonisin accumulation in Italian maize inbred lines. Phytopathologia Mediterranea. 53(1), 14−26. DOI:10.14601/Phytopathol_Mediterr-11776
Berardo N., Mazzinelli G., Valoti P., Laganà P., Redaelli R. 2009. Characterisation of maize germplasm for the chemical composition of the grain. Journal Agricultural and Food Chemistry 57(6): 2378-2384.
Torri A., C. Lanzanova, , S. Locatelli, P. Valoti, Balconi C. 2015. Screening of local Italian maize varieties for resistance to Fusarium verticillioides. Maydica, 60.1 M3- (Open Access)
*CREA-Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria, Centro di ricerca Cerealicoltura e Colture Industriali, Sede di Bergamo
Foto: Pixabay
Carlotta Balconi, Rita Redaelli, Paolo Valoti, Nicola Pecchioni*
