La genetica è da sempre la protagonista delle produzioni agricole industriali. In particolare, il dibattito in sede europea è incentrato sulle Nuove Tecniche Genomiche (Ngt), conosciute anche come Tecniche di Evoluzione Assistita (Tea), che promettono prospettive future interessanti per il miglioramento genetico delle colture, ma con ancora tanti interrogativi sull'impatto degli specifici comparti produttivi della filiera agroalimentare.
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Tutte queste tematiche sono state affrontate durante il workshop "Il miglioramento genetico: uno strumento di sviluppo per il comparto orticolo" che si è tenuto giovedì 15 febbraio 2024 alla mostra convegno Tomato World Forum 2024 a Piacenza Expo.
L'evento è stato organizzato da Assosementi, moderato dal giornalista Giorgio Setti di Terra e Vita e con gli interventi di Alessandro Nicolia, ricercatore presso il Crea-Orticoltura e Florovivaismo (Crea-Of) di Salerno, Francesco Camerlengo, Ricercatore dell'Università di Bologna e Roberto Morelato, presidente della sezione ortive di Assosementi.
Nella parte finale del workshop si è tenuta poi una tavola rotonda "Dalla teoria alla pratica: le esigenze del mondo produttivo" dove sono intervenuti diversi rappresentanti della filiera del pomodoro da industria.
Il pomodoro da industria in Italia coinvolge circa 115 imprese di prima trasformazione e circa 35mila lavoratori tra fissi e stagionali. Nel 2023 si sono contate 5,4 milioni di tonnellate, con un fatturato di 4,4 miliardi di euro e un export pari a 2,5 miliardi di euro. Inoltre, in Europa l'Italia rappresenta oltre il 50% del totale del pomodoro trasformato e a livello globale si posiziona al terzo posto fra i paesi produttori.
Variabilità genetica: come contribuiscono le Tea?
"La ricerca genetica ci ha permesso di ottenere le produzioni che ci servivano senza andare a impattare ulteriormente sulla disponibilità di territorio." - spiega Sergio Morelato di Assosementi - "Questo però oggi non è più possibile perché dobbiamo produrre in modo compatibile con gli attuali progetti comunitari". Ecco che in questo contesto si possono inserire le Tea come strumento decisivo allo sviluppo di nuove varietà e per fornire risposte concrete agli obiettivi delle strategie comunitarie come il Farm to Fork, il Green Deal e Biodiversity 2030.
Una panoramica globale della regolamentazione delle Tea
(Fonte: AgroNotizie®)
Per immettere sul mercato nuove varietà performanti il miglioramento genetico ha bisogno di variabilità. A volte però questa non è disponibile per i breeder ed ecco che le Tecniche di Evoluzione Assistita possono fare la differenza, ovvero creano diversità genetica laddove non esiste.
La diversità genetica, infatti, può derivare da mutazioni spontanee nel Dna, oppure si può ottenere da incroci con specie selvatiche. Non è però detto che avvengano mutazioni spontanee nel breve periodo o che la specie selvatica sia sessualmente compatibile con la specie coltivata, ma con le biotecnologie i ricercatori possono superare questi ostacoli biologici trasferendo geni rilevanti su cultivar di interesse.
Nel pomodoro in particolare il miglioramento genetico deve considerare le due filiere di consumo principali che sono il fresco e il trasformato: "Il prodotto destinato alla trasformazione è per la maggior parte, oserei dire esclusivamente, coltivato in pieno campo. Che è una modalità completamente diversa rispetto a coltivare il pomodoro sotto serra" spiega Alessandro Nicolia, ricercatore presso il Crea-Of di Salerno.
Per il pomodoro da industria i caratteri principali di interesse sono l'accrescimento determinato, il distacco del frutto per facilitare la raccolta meccanica, la qualità della bacca e tutta una serie di resistenze/tolleranze agli stress biotici ed abiotici. "Il pomodoro trasformato è una coltura di pieno campo e si realizza quella interazione genotipo-ambiente che bisogna tenere in considerazione. La quantità di caratteri su cui si deve investire nel breeding è sicuramente molto di più, perché vi è appunto questa interazione molto forte con l'ambiente" continua Nicolia.
Molto risultati si sono ottenuti negli anni utilizzando gli ibridi, ad esempio per l'accrescimento determinato si è usato un mutante self pruning in cui il gene denominato Sp è stato silenziato tramite una mutazione spontanea. Oppure la caratteristica per un miglior distacco del frutto si è trovata in una varietà selvatica di pomodoro (Solanum cheesmanie).
Gli ibridi però non bastano più e quindi su quali caratteri si possono utilizzare le Tea?
Secondo Alessandro Nicolia si potrebbero utilizzare, con le dovute distinzioni, su tutti i caratteri. Ci sono però delle condizioni che allo stato dell'arte di oggi sono da rispettare per rendere efficace il miglioramento genetico con le nuove tecnologie: conoscere il genoma della specie, avere un numero basso di geni per identificare meglio quelli necessari, sapere manipolare correttamente una coltura in vitro.
Nicolia ha portato durante il suo intervento un esempio specifico di manipolazione genetica per indurre la resistenza in pomodoro contro le piante parassite: "In questo caso non c'era variabilità genetica, avevamo delle risorse disponibili tra specie selvatiche, ibridi e cultivar ma non vi erano fonti di resistenza. Con le Tecnologie di Evoluzione Assistita siamo riusciti a spegnere i geni coinvolti nella relazione pianta-parassita e abbiamo ottenuto come risultato una riduzione dell'infezione radicale dell'88%".
È bene sottolineare che queste prove sono tutte svolte al momento in laboratorio; quindi, in un ambiente protetto dove le condizioni climatiche si possono controllare. Solo facendo ulteriori test in pieno campo, quando il legislatore lo permetterà, si potrà saggiare l'effettiva potenzialità dell'ingegneria genetica vegetale.
In conclusione, le Tea sono uno strumento in grado di fornire quel balzo in avanti nel miglioramento genetico, riducendo i tempi di creazione di nuove varietà e cultivar e fornendo così risposte rapide per adattarsi alla crisi climatica. Bisogna però valutare se l'attuale legislatura europea riuscirà ad adeguarsi a questi nuovi sviluppi scientifici e se sarà pronta alle future tecnologie che verranno. Queste rimangono domande al momento ancora aperte.
Tea: uno sguardo più tecnico sulle tecnologie di oggi
Le Tecniche di Evoluzione Assistita possono aiutare i ricercatori nel costituire nuovi genotipi, però non sono tutte uguali e non funzionano tutte allo stesso modo: "Con la definizione di Tecnologie di Evoluzione Assistita vengono racchiuse un po' tutte quelle tecnologie che permettono cambiamenti genetici mirati e precisi all'interno dei genomi di specie vegetali o comunque di organismi in generale" spiega Francesco Camerlengo, ricercatore presso l'Università di Bologna.
Attualmente i sistemi più usati sono la cis genesi e il genome editing. Il primo sistema, cioè la cis genesi, sfrutta un gene vantaggioso derivante da piante sessualmente compatibili con la varietà di interesse, quindi, utilizza piante che si possono incrociare per poi man mano selezionarle. Il secondo sistema, ovvero il genome editing, è molto più recente e ha consentito un salto di qualità nel miglioramento genetico delle piante coltivate da un punto di vista tecnico, perché ha aumentato la precisione di manipolazione genica, utilizzando per esempio il Crispr.
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"Le tecnologie di genome editing ci permettono di modificare in maniera precisa non soltanto attraverso l'introduzione di geni, ma anche sostituendo una piccola base all'interno del Dna per ottenere un carattere desiderato." - continua Camerlengo - "E questo prima non avveniva con la transgenesi siccome veniva introdotto un gene ma non si sapeva la posizione precisa all'interno del genoma. Con Crispr invece questa cosa adesso è possibile".
Vediamo qualche esempio di che cosa permette di fare il genome editing rispetto al miglioramento genetico tradizionale basato su incroci.
Questa tecnologia permette di creare nuovi pathway metabolici, cioè nuove vie di biosintesi che possono arricchire frutti e prodotti vegetali di micro- e macronutrienti essenziali. Ne è un esempio una tipologia di pomodoro arricchito con acido gamma aminobutirrico (Gaba), ottenuto modificando cinque geni chiave contemporaneamente e già presente sul mercato in Giappone.
E non solo, contro gli stress biotici alcuni studi hanno identificato due geni di suscettibilità a patogeni fungini e batteriosi presenti sia in specie modello che in pomodoro. Tramite con l'editing genomico i ricercatori hanno silenziato tali geni creando così linee mutanti di pomodoro con una maggiore resistenza a batteri, oomycete e altri funghi patogeni.
Oppure, contro gli stress abiotici come la carenza d'acqua una ricerca ha evidenziato che modificando una proteina chiave che funge da segnale molecolare per l'apertura e la chiusura degli stomi si può migliorare la traspirazione fogliare, aumentando così l'efficienza d'uso dell'irrigazione e mantenendo una produzione redditizia in campo.
Il sistema Crispr Cas9 dal 2013 ad oggi è stato ulteriormente migliorato per permettere una precisione più elevata del miglioramento genetico
(Fonte: AgroNotizie®)
Esistono comunque molte altre specie editate come il mais ad amido ottimizzato, la soia ad alto contenuto di acido oleico oppure funghi coltivati che non imbruniscono, tutte ottenute con il genome editing.
Le preoccupazioni del comparto
Il workshop si è concluso con una tavola rotonda in cui sono intervenuti i rappresentanti della parte agricola e della parte industriale della filiera per portare una visione più pratica sull'impatto delle Tea con anche le relative preoccupazioni.
Un aspetto da non sottovalutare secondo i rappresentanti è come verranno effettivamente regolamentate le nuove tecnologie in Italia e a preoccuparli è anche la lentezza legislativa che non può al momento rispondere ad una filiera che sta cercando di adattarsi agli effetti della crisi climatica.
Un'altra incognita per il comparto riguarda l'etichettatura dei prodotti derivanti da piante editate e lavorati dalle industrie di trasformazione. Una futura segmentazione della lavorazione industriale dei prodotti ottenuti con diverse tecniche genomiche (Ngt 1 e Ngt 2), che potrebbero avere anche etichette differenti, porterebbe a una complicazione pericolosa anche in termini di trasparenza verso il consumatore finale e che solo una normativa ad hoc potrebbe risolvere.
Oltre alla lavorazione del prodotto fresco poi bisogna considerare anche tutta la parte a monte della filiera, ovvero la produzione delle sementi di pomodoro. Anche in questo caso il legislatore dovrà tenere conto di tutti i passaggi per la registrazione di una nuova varietà prima che venga immessa sul mercato e venduta al singolo produttore.
In conclusione, se le Tea entreranno effettivamente nella filiera del pomodoro il legislatore dovrà considerare diversi aspetti per consentire al comparto di tenere testa alla concorrenza europea (e non solo), avere i mezzi giusti per adattarsi agli eventi climatici estremi, raggiungere gli obiettivi ambientali presenti nelle strategie comunitarie e comunicare correttamente con i consumatori.
