Dalle banche dei semi alla conservazione in vitro, la sfida per salvare la biodiversità agricola passa attraverso tecniche sempre più avanzate di conservazione vegetale. Micropropagazione, crioconservazione e semi sintetici stiano rivoluzionando la conservazione delle varietà vegetali più rare e preziose. Un patrimonio genetico indispensabile per affrontare cambiamenti climatici, nuove sfide ambientali e sicurezza alimentare. Ma la biodiversità non riguarda solo l’agricoltura: significa anche sapori, paesaggi, tradizioni e conoscenze che rischiano di scomparire. Dietro queste tecniche, quindi, si gioca una partita decisiva per preservare la ricchezza della nostra cultura alimentare e dei nostri territori.
La salvaguardia della biodiversità agricola non è solo una questione scientifica. Per i consumatori si traduce in una maggior varietà di fonti nutrizionali, a vantaggio della salute e del gusto. Per l’agricoltura significa mantenere la capacità di adattamento, dal momento che le risorse genetiche rappresentano un serbatoio in cui cercare le risposte alle nuove sfide dei cambiamenti ambientali. Per il paesaggio agricolo vuol dire garantire i cosiddetti servizi ecosistemici, come la fertilità dei suoli o l’impollinazione. Per la società, la scomparsa di queste risorse significa perdita di identità culturale, di conoscenza, di pratiche che hanno garantito nel tempo l’esistenza di piccoli sistemi agricoli diversificati, spesso più sostenibili e adatti ad ambienti marginali.
É probabile che il concetto di banca del germoplasma evochi lo Svalbard Global Seed Vault, la banca mondiale dei semi sita a 1300 km dal Polo Nord, nata per conservare più di un milione di varietà agricole a garanzia della biodiversità e della sicurezza alimentare in caso di catastrofi, naturali o meno. Tuttavia, non tutti i semi sono facilmente conservabili, magari per le loro dimensioni (si pensi alla noce di cocco!) o per estrema deperibilità. Esistono inoltre specie che non sono conservabili tramite seme, perché non ne producono o perché, come nelle specie coltivate in frutticoltura, sono propagate per via clonale, ossia creando, a partire da una porzione della pianta, copie identiche tra loro e alla pianta d’origine, come nel caso delle talee.
Strumenti avanzati per il miglioramento e la tutela
Tra le biotecnologie vegetali, la coltura in vitro rappresenta uno strumento fondamentale per la conservazione e la gestione delle risorse genetiche. Essa permette di superare i rischi connessi alle collezioni in campo, offrendo assenza di patogeni, l’impiego di spazi ridotti e costi contenuti. Consiste nella coltivazione su substrati nutritivi artificiali di porzioni vegetali (gemme, embrioni) in ambiente sterile e controllato. Lo scopo principale è la rapida moltiplicazione clonale o la conservazione. La scelta del metodo di conservazione dipende dalla sua durata.
La micropropagazione consente la moltiplicazione clonale di piante nel breve periodo. Il processo si articola in cinque fasi: selezione della pianta madre, instaurazione della coltura asettica, moltiplicazione, radicazione e acclimatazione. La crescita e lo svilup po sono regolati da nutrienti, zuccheri e ormoni vegetali. Parametri ambientali come luce, temperatura, umidità e scambi gassosi influenzano fortemente il successo delle colture. È necessario rinnovare periodicamente, nell’ordine delle settimane (subcolture), il substrato colturale per evitare accumulo di sostanze tossiche e degradazione del terreno artificiale.
La conservazione a crescita rallentata (slow growth) è una tecnica di medio termine che con la modifica di fattori fisici (temperatura, luce) e chimici (nutrienti, regolatori di crescita, agenti osmotici) rallenta il metabolismo delle piante. Questo approccio consente di aumentare l’intervallo tra subcolture (anche oltre l’anno, in funzione della specie e delle condizioni ambientali applicate), riducendo costi e rischio di contaminazione. Tuttavia, le condizioni devono essere attentamente bilanciate per non compromettere la capacità di ripresa vegetativa dei materiali conservati.
La crioconservazione è la tecnica più efficace per la conservazione a lungo termine ed è basata sul congelamento in azoto liquido (-196°C), che blocca completamente il metabolismo cellulare. I principali vantaggi sono la stabilità genetica e il basso rischio di contaminazioni. Tuttavia, è necessario prevenire i danni da ghiaccio attraverso la disidratazione o la vitrificazione (trasformazione dell’acqua cellulare in uno stato fisico particolare, detto vetroso). Esistono diverse tecniche, tra cui il raffreddamento controllato, l’incapsulazione-deidratazione e la droplet-vitrification. La stabilità genetica è generalmente mantenuta, anche se possono verificarsi modifiche epigenetiche, ossia variazioni di natura chimica dell’espressione genica che non comportano alterazioni della sequenza del DNA.
La tecnologia dei semi sintetici consiste nell’incapsulamento di propaguli (cioè embrioni, gemme, tessuti) in matrici gelificate, per consentire conservazione, trasporto e propagazione. Questi “semi” possono essere coltivati in vitro o ex vitro e rappresentano un sistema versatile per la gestione del germoplasma. L’aggiunta di nutrienti e regolatori nella matrice sostituisce la funzione dell’endosperma del seme, ossia del tessuto di riserva che avvolge l’embrione durante il suo sviluppo.
Infine, la coltura di embrioni (embryo rescue) è una tecnica utile per preservare embrioni con basso grado di vitalità, prodotti ad esempio in ibridazioni tra specie incompatibili, o con germinabilità estremamente bassa, come nel caso delle varietà molto precoci di pesco, ciliegio, susino. Viene ampiamente utilizzata nel miglioramento genetico per ottenere nuove combinazioni genetiche e nella conservazione di specie rare o in pericolo. L’embrione viene isolato e coltivato in condizioni sterili su un mezzo nutritivo adeguato, favorendo il superamento della fase di dormienza e lo sviluppo in pianta completa.
In sintesi, le biotecnologie in vitro offrono strumenti avanzati e complementari per la propagazione, conservazione e valorizzazione della biodiversità frutticola, permettendo di affrontare i limiti della conservazione tradizionale e di preservare efficacemente il patrimonio genetico.
ricercatrice del CREA Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura
Si occupa di micropropagazione e coltura in vitro delle piante arboree da frutto. Ha collaborato a numerosi progetti nazionali e internazionali. Ha svolto ricerche sull’applicazione della coltura in vitro per la conservazione dell’agro-biodiversità e sull’applicazione delle Tecniche di Evoluzione Assistita (TEA) per incrementare la sostenibilità delle produzioni nelle specie del genere Prunus.
#lafrase So di non sapere (Socrate)
