CAMBIAMENTI CLIMATICI E VIVAISMO ORNAMENTALE: NUOVE METODOLOGIE DI VALUTAZIONE DEGLI ADATTAMENTI

Marchi E. – Bruschi P. – Grossoni P.
Dipartimento di Biotecnologie Agrarie, Università di Firenze

Sebastiani F. – Vendramin G.G.
Istituto di Genetica Vegetale, CNR, Sesto Fiorentino (FI)

La qualità del prodotto vivaistico è il risultato di un processo di interazione fra molteplici fattori, dove ognuno di questi, dalla produzione nelle sue varie fasi, alla lavorazione ed al trasporto fino alla distribuzione per la commercializzazione ha un ruolo di massima importanza nella definizione della qualità complessiva. E’ evidente che il punto di partenza non può che essere il materiale vivaistico che è la base fondamentale per un’agricoltura moderna e per un uso corretto del verde ornamentale e la scelta del materiale di propagazione è una parte sostanziale di garanzia per raggiungere risultati positivi da parte dell’azienda agricola. La certificazione genetica può contribuire, in maniera significativa, a verificare la qualità e l’origine del materiale di propagazione. In particolare, risulta di notevole importanza l’aspetto relativo alla “tracciabilità” e certificazione genetica del prodotto, mediante marcatori molecolari. Infatti essa consente di individuare il background genetico delle specie utilizzate e fornisce informazioni al manager del verde su quanto e come una partita di piante è potenzialmente ben adattata o adattabile ad un determinato ambiente fisico e questo è ancor più importante in un’ottica di condizioni ambientali che si modificano rapidamente, come di fatto avviene oggi. Un maggior adattamento alle condizioni locali si traduce non solo in una migliore riuscita dell’impianto (maggiore probabilità di sopravvivenza e migliore capacità di accrescimento) ma anche in un minore dipendenza dai flussi ausiliari di energia (acqua, pesticidi, erbicidi, fertilizzanti) che hanno un impatto importante sia sull’ambiente che sui bilanci economici delle aziende vivaistiche. Come messo in evidenza da Ferretti (2008) la produzione vivaistica dovrebbe essere in grado di soddisfare le nuove esigenze di consumatori che chiedono “piante sicuramente di valore ornamentale ma anche ecologicamente compatibili con i nuovi scenari come il ridotto consumo di acqua, larusticità e l’adattabilità all’ambiente in cui saranno poste a dimora “. Altra considerazione da fare è che, in nome della naturalizzazione evocata da molte norme vigenti, si assiste al paradosso che vengono create cenosi naturali mediante l’impiego di specie autoctone ma utilizzando individui aventi per lo più un’origine sconosciuta, spesso nemmeno italiana, con totale disinteresse per l’inquinamento genetico causato da flussi genici quali polline e semi che potrebbero instaurarsi con le popolazioni locali. La possibilità di creare sciami ibridi fra provenienze locali ed alloctone è un problema reale anche se mancano ancora indicazioni sufficienti per comprendere quali cambiamenti essi potranno portare all’interno di una comunità vegetale anche alla luce dei probabili cambiamenti climatici a breve termine. Partendo dalla comprensione del ruolo dei geni responsabili dei meccanismi di adattamento ed individuando la distribuzione della variabilità a livello di questi geni nei popolamenti esistenti è possibile identificare aree da cui prelevare materiale genetico da utilizzare nella produzionevivaistica. Il sequenziamento di un numero consistente di geni candidati permette di identificare polimorfismi per caratteri di interesse ecologico e economico, di accrescere le conoscenze relative alla loro diversità genetica e di stimare eventuali associazioni tra polimorfismi e caratteri di interesse e quindi di sviluppare metodi innovativi per la conservazione, il miglioramento e l’utilizzazione delle risorse genetiche di valore adattativi. Sono state selezionate 14 fra le specie di conifere più rappresentative, per alcune di queste (Pinus halepensis, Pinus pinaster, Abies alba, Pinus mugo, Pinus cembra, Larix decidua) è prevista un’analisi di un numero maggiore di geni, per un totale di 12 provenienze per ciascuna specie e per complessivi 238 individui. In totale è stato selezionato un set di 280 geni candidati sulla base dei seguenti criteri:

– loro funzione (principalmente resistenza a stress biotici e abiotici, e fenologia),
– loro struttura (preferenza per i full length genes),
– loro posizione sulla mappa genetica di Pinus taeda, specie in cui i geni sono stati identificati,
– livello di polimorfismo atteso,
– trasferibilità.

I geni candidati sono stati sequenziati, per un totale di circa 300.000 bp, e le sequenze sono poi state analizzate utilizzando il software Sequal) e validate mediante analisi manuale dei cromatogrammi. Le sequenze selezionate sulla base della loro qualità sono state quindi allineate ed i polimorfismi SNPs (mutazioni puntiformi) identificati (González-Martínez et al., 2006). Questa ricerca ha permesso di identificare un elevato numero di polimorfismi, in media una mutazione puntiforme ogni 100-200 bp, che costituiscono una preziosa fonte di informazione per studi di genetica di popolazione, di evoluzione molecolare, e di tracciabilità delle risorse genetiche. Il risultato di questo sequenziamento è stato analizzato, in particolare, per il Pinus halepensis, rappresentato da 26 popolazioni per 48 campioni distribuiti uniformemente su tutto l’areale.

I risultati più significativi possono essere così riassunti:

1) una bassa diversità nucleotidica a livello di specie
2) la diversità nucleotidica è concentrata in particolare nelle popolazioni della parte orientale dell’areale naturale di distribuzione della specie (penisola Balcanica), ritenuta un’area rifugio del Pinus halepensis;
3) esiste una chiara strutturazione geografica, con la presenza di tre gruppi principali (est, centro e ovest);
4) i test di neutralità hanno messo in evidenza segnali di selezione a livello di alcuni geni candidati supposti essere coinvolti nel meccanismo di tolleranza alla siccità

I risultati conseguiti hanno permesso di ottenere informazioni sul possibile ruolo della demografia ed in particolare delle migrazione nel postglaciale. Inoltre hanno messo in evidenza geni che manifestano segnali di selezione, che saranno oggetto di ulteriori indagini. La chiara strutturazione geografica della diversità nucleotidica potrà tra l’altro essere utilizzata per certificare l’origine e la composizione dei lotti di seme da impiegare in campo vivaistico. Ciò potrà ridurre al minimo il rischio che questi abbiano una base genetica ridotta, il che può diminuire l’adattamento delle piantine prodotte allorché messe in campo. Nel complesso queste informazioni potranno essere utilizzate per la realizzazione di programmi di conservazione della diversità a potenziale valenza adattativa. Analisi dello stesso tipo sono attualmente in corso su altre specie di conifere di interesse anche ornamentale.

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