In vista del simposio internazionale 'From seed to pasta' che si terrà a Bologna dal 30 giugno al 3 luglio, un approfondimento sul tema grano e scienza viene fornito dal professor Roberto Tuberosa, del DiSta (Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali dell’Università di Bologna).
Professore, a che punto è la ricerca per quanto concerne la genomica dei cereali e del grano duro in particolare?
'La genomica dei cereali, ed in particolare del frumento duro, ha fatto grandi progressi nell’ultimo decennio anche se, visti gli scarsi investimenti pubblici nella ricerca, va sottolineata la difficoltà del comparto nazionale a rimanere al passo con i progressi conseguiti a livello internazionale.
L’ultimo decennio ha visto il rapido sviluppo delle piattaforme tecnologiche che ci consentono di raccogliere le informazioni molecolari con cui 'radiografare' e 'leggere' l’informazione genetica contenuta nel Dna della pianta. Questo ci permette di individuare i geni e quelli che, in gergo, chiamiamo i 'Qtl' che controllano le caratteristiche produttive delle colture agrarie.
Vorrei soffermarmi in particolare sui Qtl, acronimo che deriva dall’inglese 'Quantitative Trait Locus' e che indica la porzione cromosomica in cui risiedono uno o più geni che influenzano un carattere cosiddetto 'quantitativo'. I caratteri quantitativi (per esempio lo sviluppo della pianta, la data di fioritura, il contenuto proteico della cariosside, il peso della cariosside, la resa, ecc.) sono anche detti 'poligenici' poiché sono controllati da più geni (e quindi Qtl), ciascuno dei quali influenza, in misura più o meno rilevante, il valore agronomico di una varietà.
Anche nell’uomo i caratteri quantitativi hanno un’importanza fondamentale: tanto per fare qualche esempio, a parte la nostra altezza e longevità, malattie come l’ipertensione e l’obesità hanno una chiara matrice genetica di tipo quantitativo e, quindi, sono controllate dai Qtl. Tornando alle colture agrarie, la genomica oggi ci consente di individuare e selezionare geni e Qtl per migliorare le varietà esistenti. L’approccio genomico risulta, quindi, di fondamentale importanza per aumentare la competitività della filiera agroalimentare.
Il nostro gruppo di genetica e biotecnologie vegetali, grazie ai risultati conseguiti nell’ambito di progetti di ricerca pubblici e privati realizzati a partire dagli anni ’90, si pone all’avanguardia nel settore della genomica del frumento duro e di altri cereali (orzo e mais). Tra poco avrà inizio un progetto quadriennale finanziato dall’Unione europea che si pone l’ambizioso obiettivo di sequenziare un cromosoma del frumento in cui si trovano importanti geni e Qtl per la performance agronomica. Nell’ambito di questo progetto, il nostro gruppo di ricerca sarà impegnato nel meglio definire il ruolo di un importante Qtl per la resa e la qualità del seme che abbiamo scoperto in collaborazione con la ditta Produttori Sementi Bologna (Psb), con cui siamo in 'filiera' da un decennio. Nell’ambito di questa collaborazione, il nostro contributo riguarda l’identificazione, in frumento duro, di Qtl e geni importanti per la resa, la resistenza a malattie e altre caratteristiche di adattabilità a condizioni di stress; inoltre, forniamo l’appoggio tecnologico per utilizzare tangibilmente queste informazioni nell’ambito di programmi di selezione in corso presso la Psb'.
In che modo la scienza può contribuire a "costruire" delle varietà ad hoc per la coltura del grano duro di qualità Made in Emilia Romagna?
'Requisiti importanti per realizzare varietà in grado di produrre granella di qualità sono un elevato contenuto proteico, alta qualità del glutine ed un elevato indice di giallo, caratteristica apprezzata dal consumatore. Alcune ricerche condotte in collaborazione con Psb ci hanno consentito di individuare Qtl che controllano queste caratteristiche. Oltre a questi caratteri, che incidono direttamente sulla qualità finale, vanno, inoltre, considerati altri caratteri, per lo più quantitativi, che, seppur indirettamente, possono influenzare la qualità del prodotto finale.
Due importanti esempi sono rappresentati dalla resistenza alle fitopatie fungine (fusariosi e ruggine) ed alla scarsa disponibilità di concimi azotati, oggi particolarmente onerosi poichè ottenuti per sintesi chimica. Entrambi gli stress, seppur con meccanismi diversi, possono ridurre notevolmente la qualità finale della granella. La fusariosi, particolarmente grave in annate piovose, porta all’accumulo di micotossine, potenti molecole ad azione tossica e, quindi, dannose per la salute umana.
Nell’ottica di proporre un prodotto più salubre al consumatore, la selezione di varietà resistenti all’insorgere della fitopatie diviene, quindi, un obiettivo prioritario. Al momento, stiamo realizzando in collaborazione con Psb una selezione 'assistita' su base molecolare che riguarda alcuni Qtl in grado di influenzare la resistenza a fusariosi e ruggine. Il vantaggio della selezione assistita con marcatori è la riduzione dei tempi di ottenimento di nuove varietà rispetto al miglioramento convenzionale. Inoltre, compatibilmente con l’individuazione dei geni e Qtl rilevanti, si può selezionare contemporaneamente per più fitopatie senza ricorrere a diversi inoculi artificiali.
La ricerca, poi, ci consente di acquisire importanti informazioni sulla funzione dei singoli geni. Si stima che nel frumento vi siano complessivamente circa 60.000 geni. Oggi conosciamo la funzione solo di una piccolissima parte di questi geni. Abbiamo, tuttavia, strumenti molto sofisticati (per esempio i 'microarray'), già ampiamente impiegati anche nel settore medico-farmaceutico, che ci consentono di monitorare e capire meglio la funzione di ogni singolo gene. Un altro beneficio della ricerca deriva dall’abbattimento dei costi di sequenziamento del Dna. Se tale abbattimento proseguirà al ritmo attuale, è ipotizzabile che nel prossimo decennio si possa sequenziare, almeno parzialmente, il genoma delle varietà più importanti per la granicoltura. I benefici che scaturirebbero da tale informazione sarebbero enormi in quanto ci permetterebbero di meglio decifrare e manipolare il patrimonio genetico delle piante'.
Oltre ai caratteri summenzionati, ritiene che ve ne siano altri che rivestiranno un ruolo importante per assicurare la competitività della filiera nazionale del frumento duro?
'La recente crisi alimentare, che ha investito alcuni Paesi in via di sviluppo ed emergenti e le conseguenti ripercussioni anche sul prezzo del frumento duro, sottolinea inequivocabilmente la necessità di aumentare la produttività cerealicola per unità di superficie coltivata. Solo così sarà possibile contenere l’aumento dei costi produttivi dovuti all’inarrestabile incremento del costo del petrolio e calmierare la crescente domanda che spinge al rialzo i prezzi.
La Fao ha stimato che la domanda di frumento duro potrebbe raddoppiare nei prossimi 30 anni. Aumentare la produttività del frumento duro, nonché di altri cereali, richiederà un aumento della resistenza ad avversità ambientali ed in particolare alla siccità che, a seguito dei mutamenti climatici, si prevede diventi sempre più frequente e di intensità devastante.
Il problema è planetario e rischia di avere ripercussioni più rilevanti per il sud Italia dove si possono già riscontrare fenomeni che preludono alla pre-desertificazione e, complice la penuria idrica e l’accumulo di sale nel suolo, alla perdita di terreni agricoli.
D’altronde a questo problema non si potrà supplire con l’irrigazione, poiché la disponibilità idrica andrà diminuendo ed i costi aumenteranno proporzionalmente. Una delle cause dell’impennata del prezzo del frumento è stata la terribile siccità che ha colpito l’Australia, uno dei maggiori esportatori mondiali di frumento: nel corso del 2006 e del 2007 la siccità ha decurtato la produzione di frumento australiano del 70% e del 50%, rispettivamente. Recentemente, è stato siglato un accordo di ricerca tra l’Acpfg, il più avanzato centro di genomica funzionale dei cereali in Australia, Psb ed il nostro gruppo di ricerca: l’obiettivo è quello di unire conoscenze e sforzi per affrontare più incisivamente la sfida della siccità che rappresenta l’incognita maggiore per il futuro dell’agricoltura. Stiamo inoltre collaborando in un progetto internazionale finanziato dalla Regione Emilia-Romagna e dalla Fondazione Carisbo per migliorare la sostenibilità della coltivazione del frumento duro in condizioni siccitose e di scarso apporto azotato. Il progetto coinvolge anche il Cimmyt (Messico) e l’Icarda (Siria) le due maggiori istituzioni pubbliche che, a livello internazionale, si occupano di miglioramento genetico del frumento duro'.
Dal suo intervento traspare un certo ottimismo per quanto riguarda la possibilità di utilizzare la tecnologia per meglio rispondere alle sfide future. E’ così?
'Indubbiamente la tecnologia sarà indispensabile per consentire un aumento delle rese a fronte dei mutamenti climatici e nel rispetto dell’ambiente. Tuttavia, la tecnologia di per sè non sarà sufficiente, soprattutto se non confortata da un atteggiamento più pragmatico e razionale dei consumatori, oggi per lo più contrari ad innovazioni tecnologiche che riguardino le colture agrarie e più favorevoli ad un modello di agricoltura proiettato sul passato.
Questo modello, pur valido e da perseguire soprattutto in Italia per valorizzare le nostre tante ed ottime tipicità, non potrà rispondere ai problemi di grande scala che nel corso del 21° secolo l’agricoltura italiana e mondiale dovranno affrontare. Il problema non è, quindi, solo 'tecnologico' bensì anche di tipo socio-economico e, soprattutto, politico. Se perdurerà la penuria di fondi destinati alla ricerca avanzata, il nostro Paese sarà inevitabilmente condannato ad un declino tecnologico che potrebbe avere ripercussioni gravissime, considerato anche che l’Italia è importatore netto di frumento e di molte altre derrate alimentari.
La nostra generazione fortunatamente, o forse sfortunatamente, non sa cosa significhi coricarsi a stomaco vuoto, condizione che invece i nostri genitori e nonni purtroppo conoscevano molto bene e che, secondo le stime della Fao, affligge ancora 850 milioni di persone, numero destinato purtroppo ad aumentare. Senza unirmi al coro dei catastrofisti e delle Cassandre ad oltranza, vorrei sottolineare che il tendere all’autosufficienza alimentare a livello nazionale è il modo migliore per esorcizzare tali foschi scenari'.
