Grano duro: alla ricerca di nuove varietà resilienti agli stress abiotici

Il progetto internazionale Impresa si basa sul miglioramento genetico del grano duro perché sia più tollerante a siccità, alte temperature e salinità del suolo. Sono coinvolti Enea, l'Università degli Studi della Tuscia e il Ministero dell'Università e della Ricerca

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Ampliare il corredo genetico del grano duro con i geni delle graminacee selvatiche che si sono adattate in modo naturale all'ambiente circostante (Foto di archivio)
Fonte foto: © tatonne21 - Adobe Stock

Il frumento duro è una coltura alimentare di importanza strategica per l'Italia e per molti Paesi che si affacciano sul Mediterraneo. Le produzioni stanno subendo forti penalizzazioni causate dall'avanzamento dei cambiamenti climatici: temperature sempre più calde, cali delle precipitazioni e intensificazione degli eventi atmosferici estremi.


Accrescere la capacità di risposta e di adattamento del frumento duro agli stress ambientali è l'obiettivo del progetto Impresa (Improving Resilience to Abiotic Stresses in Durum Wheat) afferente al programma Prima (Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area) finanziato dal Ministero dell'Università e della Ricerca con oltre 700mila euro.

 

A rappresentare l'Italia, l'Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l'Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile (Enea) e l'Università degli Studi della Tuscia (coordinatore) affiancate da altri istituti scientifici con sede in Turchia (Università di Harran), Algeria (Università di Ferhat Abbas Sétif e Centre de Recherche Scientifique et Technique sur les Régions Arides) e Tunisia (Center of Biotechnology of Sfax).

 

Alla base del lavoro di ricerca l'ampliamento del corredo genetico del grano duro, fortemente ridotto dalla prolungata selezione per tipi più produttivi in condizioni ottimali di coltivazione. In questo progetto, invece, verrà sfruttato il grande potenziale naturale presente nelle graminacee selvatiche, affini ai frumenti coltivati. Queste piante non hanno subito una selezione da parte dell'uomo e si sono adattate in modo naturale all'ambiente circostante.

 

Grazie all'impiego di strategie di ingegneria cromosomica non Ogm, la coordinatrice del progetto, Carla Ceoloni dell'Università della Tuscia, ha sviluppato linee ricombinanti in cui sono state trasferite quantità variabili del corredo genetico di specie selvatiche tolleranti agli stress ambientali, come ad esempio le specie perenni Thinopyrum ponticum e Thinopyrum elongatum. L'ingegneria cromosomica alla base di questo progetto coniuga tradizionali metodi di breeding basati sull'incrocio naturale tra due specie diverse, all'uso di particolari linee mutanti.

 

Tali linee ricombinanti sono state messe a disposizione del team internazionale e sono già partiti i primi test per valutare la capacità di resilienza a siccità, alte temperature e salinità del suolo di queste nuove combinazioni sia in condizioni controllate sia in campo, nei vari ambienti pedoclimatici presenti nei Paesi che hanno aderito al progetto.

 

"I risultati ottenuti finora sono molto positivi: la presenza di materiale genetico 'alieno', proveniente in particolare dalle specie selvatiche del genere Thinopyrum, nel genoma del frumento duro conferisce alla pianta un vantaggio, con differenze statisticamente significative rispetto ai controlli, in termini di tolleranza alla salinità e anche agli altri tipi di stress ambientali considerati dal progetto", spiega Debora Giorgi, ricercatrice Enea del Laboratorio Biotecnologie e responsabile del progetto per l'Agenzia. "Ma, oltre allo sviluppo di nuove linee e di future varietà di grano duro - aggiunge - stiamo cercando di identificare anche i fattori chiave, come geni, proteine e metaboliti, alla base della risposta del frumento duro e delle graminacee selvatiche alle diverse condizioni di stress".

 

A questo scopo Enea ha messo a punto una nuova tecnica denominata Fishis (fluorescent in situ bybridization in suspension) che, combinando la citogenetica molecolare e l'analisi citofluorimetrica, consente di discriminare ancora più finemente i singoli cromosomi. "L'uso di questo approccio ci ha permesso di separare ed isolare i singoli cromosomi contenenti la cromatina 'aliena' da tutto il resto del genoma del frumento, così da identificare in modo più mirato la presenza di quei geni e di quelle sequenze di Dna che ci consentiranno di sviluppare varietà resilienti, ecosostenibili ed efficienti nell'uso delle risorse naturali disponibili", sottolinea Debora Giorgi.

 

Per maggiori informazioni su Impresa visita la pagina dedicata al progetto o scrivi al contatto: debora.giorgi@enea.it

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