Foraggi&colture proteiche/2: miglior qualità nutrizionale con le TEA

Erba medica e soia, pilastri della produzione proteica sostenibile italiana, diventano protagoniste di una rivoluzione genetica grazie alle Tecnologie di Evoluzione Assistita. Al CREA-ZA di Lodi, l’editing genomico ha permesso di ridurre composti antinutrizionali e migliorare digeribilità, resa e qualità proteica, aprendo la strada a foraggi più nutrienti e semi di soia con meno acido fitico. L’integrazione di conoscenze genomiche e nuove varietà promette di rendere le leguminose più sostenibili e strategiche per la zootecnia e la sicurezza alimentare.

La coltivazione delle leguminose, sia foraggere che da granella, rappresenta una componente essenziale dell’agricoltura italiana. In particolare, erba medica e soia hanno un ruolo decisivo nella produzione proteica sostenibile ad uso zootecnico. L’Italia è il principale produttore di erba medica dell’Unione Europea, con una superficie coltivata di 684.000 ha, mentre 311.000 ha sono dedicati alla coltivazione di soia (fonte: Istat, Annuario statistico italiano 2023). Il successo di entrambe le specie è dovuto sia alla loro versatilità e sostenibilità ambientale, quali colture azotofissatrici e miglioratrici della fertilità del suolo, che ai loro benefici nutrizionali, in particolare l’elevato contenuto di proteine. Negli ultimi anni si è registrata in Europa una crescente richiesta di proteine vegetali e l’Unione Europea ha avviato una strategia globale dedicata alla promozione delle colture proteiche e all’aumento della produzione di proteine vegetali.

Erba medica e soia pur essendo ricche in proteine ed altri nutrienti accumulano, però, anche composti ad azione antinutrizionale che ne limitano l’utilizzo, quali saponine, inibitori della tripsina, lectine e fitati. Di conseguenza, aumentare il controllo dei processi di produzione delle proteine e dei metaboliti antinutrizionali ha rappresentato uno dei principali obiettivi del miglioramento genetico convenzionale per l’incremento della qualità nutrizionale delle produzioni.

Le recenti Tecnologie di Evoluzione Assistita (TEA) aprono nuove prospettive per il miglioramento genetico di specifici aspetti inerenti alla qualità nelle leguminose foraggere e da granella. Tali tecniche consentono infatti di modificare in maniera efficiente e mirata il genoma della pianta e ridurre i tempi e i costi necessari all’ottenimento di nuove varietà migliorate. In particolare, l’editing genomico permette di inserire, eliminare o modificare sequenze specifiche del DNA in modo preciso.

Il Centro di ricerca Zootecnia e Acquacoltura (CREA-ZA) nella sede di Lodi è in prima linea sul fronte TEA e qualità nutrizionale: nell’ambito del progetto AGRIHUB, finanziato dal Fondo Europeo di Sviluppo Regionale e da Regione Lombardia, ha ottenuto mediante editing genomico diverse linee mutanti di Medicago truncatula (specie modello per le leguminose foraggere) prive di specifiche componenti (saponine non emolitiche) del complesso delle saponine, metaboliti secondari ad attività antinutrizionale. È stato dimostrato che un alto contenuto di saponine nella dieta inibisce la crescita corporea in specie avicole e suini. Tali metaboliti sono inoltre responsabili della riduzione della fermentazione ruminale e della conseguente degradazione e assimilazione degli alimenti da parte degli animali. Si tratta ora di trasferire l’applicazione di tale tecnologia alla specie affine e regina delle foraggere Medicago sativa.

Il miglioramento del contenuto proteico e della digeribilità di erba medica è un altro obiettivo oggetto di studio. Due approcci sono stati utilizzati presso il CREA-ZA di Lodi:

· la modifica della morfologia dello stelo mediante aumento del numero degli internodi e diminuzione della loro lunghezza, migliorando così il rapporto tra foglie, organi con il maggior contenuto proteico e steli;

· il ritardo dell’inizio della fioritura, negativamente correlata alla resa e qualità del foraggio. Ritardare l’inizio della fase di fioritura consentirebbe infatti di estendere la durata della fase vegetativa, aumentare la produzione di biomassa verde e migliorare la digeribilità del foraggio.

L’inattivazione mirata tramite le TEA di specifici regolatori molecolari dei processi di accrescimento degli steli e fioritura ha consentito di produrre linee mutanti di Medicago truncatula. Le valutazioni fenotipiche, biochimiche ed istologiche sulle linee ottenute tramite le TEA sono risultate più che promettenti.

Relativamente alla soia, le ricerche sono concentrate sul miglioramento della qualità nutrizionale nei semi attraverso la riduzione del contenuto di acido fitico. L’acido fitico dei semi rappresenta la principale forma di immagazzinamento del fosfato ed ha un forte potere di sequestro di cationi minerali essenziali come ferro e zinco, limitandone la disponibilità. Impiegando la tecnologia CRISPR/Cas9 è stato mutato un gene codificante un trasportatore e sono state ottenute linee di soia con una riduzione del contenuto di acido fitico nei semi del 20%.

Queste evidenze mostrano il grande potenziale delle TEA, che rappresentano una grande opportunità per il miglioramento della qualità nutrizionale delle leguminose foraggere e da granella. Lo sviluppo di conoscenze genomiche e di efficienti protocolli di trasformazione/rigenerazione, anche per quelle specie/varietà di interesse per le quali tali informazioni non sono ora disponibili, apriranno la strada alle TEA per meglio affrontare le sfide future del miglioramento genetico.

#lafrase Finchè si avranno passioni non si cesserà di scoprire il mondo (Cesare Pavese)

#lafrase Niente nella vita è da temere, è solo da capire (Marie Curie)