Tradizione e novità: nuovi colori nella bacca del pomodoro San Marzano

San Marzano è una delle varietà tradizionali di pomodoro più famose in Italia. Di origine campana, si fregia di caratteristiche organolettiche uniche che derivano dall'interazione del genotipo con il terreno vulcanico su cui cresce, nella zona dell'Agro-Nocerino Sarnese in provincia di Napoli.

L'attività di ricerca svolta presso il dipartimento di Scienze agrarie e forestali (Dafne) dell'Università degli studi della Tuscia ha riguardato la caratterizzazione di una collezione di linee che recano varianti genetiche per caratteri della bacca in background San Marzano; sono inclusi tredici genotipi ciascuno con una singola mutazione in geni che controllano il contenuto di tutti i pigmenti (hp-1,hp-2, pd), dei carotenoidi (r, t, at, B,B_mo_B), della clorofilla (gf), dei flavonoidi (y) e che regolano il processo di maturazione (Nr, rin, Gr). Sono state anche incluse cinque linee che portavano una combinazione di due mutazioni.
La nascita della collezione si deve al lavoro del professore Gian Piero Soressi, le cui idee innovative si fondavano sulla volontà di confrontare gli effetti che ognuna di queste mutazioni apporta alla bacca di San Marzano, avvalendosi dello stesso background genetico.

Il lavoro di ricerca svolto su queste linee ha permesso di raggiungere tre obiettivi importanti per quanto riguarda gli aspetti di seguito descritti.

• La collezione è stata caratterizzata fenotipicamente per aspetti vegetativi, riproduttivi e di qualità del frutto, riscontrando come riconoscibili la maggior parte degli effetti di queste mutazioni (colore, consistenza); tuttavia in alcune linee sono anche stati riscontrati elementi pleiotropici non favorevoli (fertilità, serbevolezza), difficilmente eliminabili tramite ulteriori reincroci. Per valutare come i differenti livelli di reincrocio possono impattare sulla distanza genetica di ogni linea rispetto al parentale ricorrente San Marzano, la collezione è stata sottoposta ad analisi genotipica e i risultati ottenuti sono stati pubblicati nella rivista Scientia Horticulturae (Dono et al., 2020a).
• La ricerca è proseguita con l'analisi dei metaboliti secondari, che ha riguardato composti polari, non polari e volatili. Questo ha permesso di conferire ad ogni mutazione proprietà biochimiche (e quindi organolettiche e nutraceutiche) più specifiche. Così, ad esempio, le linee a bacca gialla, se da una parte perdono le qualità antiossidanti del licopene, dall'altra acquistano maggiori contenuti in alcuni aminoacidi, vitamine, xantofille e chinoni. Le linee a bacca marrone presentano clorofilla, che generalmente è assente nei frutti rossi, e maggiori contenuti di zuccheri e vitamina E; quelle a bacca viola presentano gli antociani, solo per citare alcune peculiarità. Anche questa parte del lavoro è stata oggetto di presentazione a convegni nazionali e internazionali e di pubblicazione nella rivista Metabolites (Dono et al., 2020b).
• Il terzo e ultimo obiettivo di questa ricerca ha previsto l'applicazione della tecnica di genome editing (Crispr-Cas9) per riprodurre gli effetti di due delle mutazioni in studio, tangerine (bacca arancione per presenza di cis-licopene) e green flesh (bacca scura per presenza di licopene e clorofilla), con lo scopo finale di ottenere facilmente il fenotipo desiderato mantenendo inalterato il background genetico San Marzano.

Questi tre filoni di ricerca, che sono stati oggetto di una tesi del Dottorato in Scienze delle produzioni vegetali e animali dal titolo "Characterization of a collection of tomato mutant lines in the San Marzano background" (Dono 2020c), convogliano ad un unico obiettivo, che è quello di introdurre nuove varietà di San Marzano che abbiano un valore alternativo ed interessante dal punto di vista estetico, organolettico e nutritivo, pur mantenendo invariata la tipicità della varietà tradizionale.

Articoli da consultare

• Dono G., Picarella M.E., Pons C., Santangelo E., Monforte A. J., Granell A., Mazzucato A. (2020a). Characterization of a repertoire of tomato fruit genetic variants in the San Marzano genetic background. Scientia Horticulturae 261:108927.
• Dono G., Rambla J.L., Frusciante S., Granell A., Diretto G., Mazzucato A. (2020b) Color mutations alter the biochemical composition in the San Marzano tomato fruit. Metabolites 10(3):110.
• Dono G. (2020c) Characterization of a collection of tomato mutant lines in the San Marzano background. PhD thesis, University of Tuscia, Viterbo, Italy.
• Santangelo E., Carnevale M., Best CA., Mazzucato A., Picarella ME., Dono G., Gallucci F. (2019). Tomato genetic variants for peel color, a source of biocompounds and biomass for energy recovery. Proceed. 27th European biomass conference and exhibition, 27-30 May 2019, Lisbon, Portugal, pp 1818-1823.

Enti coinvolti

• Dafne, dipartimento di Scienze agrarie e forestali, Università degli studi della Tuscia, Via S.C. de Lellis snc, 01100 Viterbo, Italy; gabriella.dono91@hotmail.it, mazz@unitus.it. Tel.: +39-0761-357370.

In collaborazione con:

• Ibmcp Instituto de biología molecular y celular de plantas, Universitat politecnica di Valencia, Ingeniero Fausto Elio s/n Valencia, Spagna.
• Enea, Centro di ricerca Casaccia, Via Anguillarese 301, S. Maria di Galeria, 00123 Roma.
• Crea, Consiglio per la ricerca in agricoltura e l'analisi dell'economia agraria, Via della Pascolare 16, 00016 Monterotondo Roma.

 
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato da:

• la Regione Lazio, Filas, progetto "Migliora",
• il ministero dell'Agricoltura (Mipaaf), progetto Agroener (D.D. n. 26329, 1 aprile 2016),
• il ministero dell'Istruzione, dell'università e della ricerca (Miur), progetto Safe-Med (iniziativa "dipartimento di eccellenza" - legge 232/216),
• la Commissione europea, H2020 SFS-7a-2014 Traditom (634561),
• Cost-Action Eurocaroten (CA15136),
• Consorzio interuniversitario per le biotecnologie (Cib).