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giovedì, 7 Luglio 2022

Storie di agrobiodiversità: il pesco

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Dalla Cina di 8000 anni fa al futuro sostenibile con le varietà che i ricercatori del CREA Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura stanno mettendo a punto, grazie a tecnologie di avanguardia: scopriamo il lungo viaggio della pesca nell’agrobiodiversità.

Il pesco ha origine in Cina, nella cui mitologia è simbolo di immortalità. Il ritrovamento di semi in siti archeologici sulla costa orientale cinese, provincia dello Zhejiang, fa datare gli inizi della sua domesticazione (cioè della selezione operata dall’uomo per adattare la specie alla coltivazione) a circa 8.000 anni fa.  Tra il II ed il I secolo a.C. il pesco arriva in Persia (attuale Iran), da cui poi si diffonde in tutto il Bacino del Mediterraneo in concomitanza con l’espansione dell’Impero Romano. Fino al XIX secolo il mondo occidentale ha ritenuto che fosse la Persia l’area d’origine della specie, e traccia di questa errata convinzione è rimasta nel nome botanico attribuito al pesco: Prunus persica. Le prime varietà (in alcuni casi popolazioni varietali) sono state ottenute grazie al lavoro esperto di agricoltori e appassionati, che propagavano le piante per seme, selezionando quelle con caratteristiche del frutto migliori e più adatte alle condizioni ambientali locali. In Italia, dove questa specie vanta una lunga tradizione di coltivazione, si è così sviluppata una moltitudine di varietà destinate per lo più a mercati locali, a motivo della breve vita commerciale del frutto maturo, che in pochissimi giorni perdeva di consistenza, diventando molto sensibile a qualsiasi tipo di manipolazione e trasporto.  

Fig.2 – Fiori rosacei, campanulacei, fiori doppi (Foto: Federica Brandi) 

Censimenti, documentazione, recupero e conservazione della biodiversità   

La diversità genetica del pesco è condizionata dalla sua storia, che ha portato all’attuale panorama varietale. La domesticazione, come accaduto per tutte le specie coltivate dall’uomo, ha provocato una prima drastica riduzione della variabilità, cui ne è seguita un’altra, dovuta alla diffusione in Occidente, attraverso la Via della seta. L’ultima diminuzione di diversità genetica è avvenuta con l’inizio dell’attività moderna di miglioramento genetico, iniziata negli USA nel XIX secolo. Quest’attività parte da un ristretto gruppo di varietà di origine occidentale e dalla varietà di origine cinese Chinese Cling, da cui derivano tutte le varietà coltivate oggi. L’insieme di questi eventi ha portato alla perdita di circa l’80% della diversità genetica della specie ed a un pool genetico (l’insieme dei geni presenti in una popolazione) delle attuali varietà coltivate molto ridotto.  

Fig.3 – Tra le iniziative del CREA-OFA per la valorizzazione della biodiversità, la reintroduzione in situ, presso agricoltori custodi, di vecchie varietà da frutto del territorio romagnolo: ‘Bella di Cesena’ e ‘Buco incavato’ (Foto: Daniela Giovannini).  

Un’indagine conoscitiva sulla peschicoltura italiana pubblicata nel 1936 aveva evidenziato come già allora metà delle pesche commercializzate in Italia derivassero da varietà di origine statunitense. I censimenti successivi non hanno fatto altro che confermare il ruolo sempre più marginale delle vecchie pesche locali nella produzione nazionale, ‘bocciate’ dal mercato per la produttività insoddisfacente e la scarsa resistenza alle manipolazioni e al trasporto. Questo trend ha destato nel mondo scientifico forti preoccupazioni sul rischio di erosione del patrimonio di caratteri e di tradizioni legate al vecchio germoplasma italiano tanto che, a partire dagli anni ’80, si sono susseguite numerose iniziative pubbliche finalizzate al censimento e al recupero di questo materiale. Nell’Atlante dei Fruttiferi Autoctoni Italiani (2016), opera patrocinata dal Mipaaf e coordinata da CREA Olivicoltura Frutticoltura Agrumicoltura (da qui CREA-OFA ), che mette insieme le tantissime informazioni disponibili sul patrimonio frutticolo italiano, vengono citati oltre 600 nomi di varietà di pesco originarie delle diverse regioni italiane. 

Fig. 4 – Alice-col, la prima nettarina al mondo a portamento colonnare, è una cultivar CREA-OFA (Foto: Alessandro Liverani)   

La tipologia di frutto prevalente è la pesca a polpa bianca, che a maturazione intenerisce e si stacca facilmente dal nocciolo, ma c’è anche un 7% circa rappresentato da pesche bianche e gialle a polpa duracina (come le pesche da industria), particolarmente apprezzate nelle regioni meridionali per il consumo fresco.  

Se, nonostante tutto l’impegno profuso nel recupero della biodiversità locale, molte varietà del passato (di cui oggi resta solo il nome) sono purtroppo definitivamente perdute, tante altre però sono state salvate e recuperate. Grazie al progetto RGV-FAO, finanziato dal Mipaaf, il CREA-OFA mantiene in collezione nelle sedi di Roma, Caserta e Forlì, circa 1100 accessioni varietali di pesco del germoplasma regionale, nazionale e internazionale, a cui si aggiungono esemplari di specie botaniche affini al pesco, mai domesticate, potenziale fonte di caratteri di resistenza a malattie del frutto e/o della pianta.  

Nell’ambito del progetto europeo FruitBreedomics, il CREA-OFA ha collaborato  ad una ricerca internazionale in cui è stata esplorata la variabilità genetica di circa 1600 accessioni di pesco, provenienti dalle più importanti banche europee di germoplasma e dalla collezione cinese dell’Università di Zhejiang. Insieme all’Università di Milano, il CREA-OFA ha coordinato un’azione mirata a selezionare – dalle circa 1200 accessioni presenti nelle collezioni europee – un gruppo ristretto di varietà che racchiude tutta la variabilità genetica delle collezioni di origine e che oggi fa parte della PeachRefPop, la prima Collezione internazionale di riferimento per il pesco, composta da 150 varietà e 250 individui ottenuti da incrocio, rappresentativi dell’amplissima diversità di forme, dimensioni, colori, epoche di fioritura e maturazione esistenti nel germoplasma occidentale ed è uno strumento eccezionale per studi finalizzati ad identificare nuovi geni di interesse agronomico e a comprendere le complesse interazioni fra pianta e ambiente. La PeachRefPop è replicata in 5 siti diversi distribuiti in Europa, tra i quali la Sede di Roma del CREA-OFA.  

Fig.5 – Due delle fasi chiave dell’incrocio controllato nel breeding tradizionale: demasculazione e impollinazione (Foto: Alessandro Liverani) 

Valorizzazione dell’agrobiodiversità: il breeding  

Il miglioramento genetico moderno ha da sempre “attinto a piene mani” dalla diversità del germoplasma peschicolo, nell’intento – spesso più facile a dirsi che a farsi – di combinare in un unico individuo i pregi delle varietà scelte come genitori, senza portarsene dietro anche i difetti. Grazie anche alla riscoperta delle leggi di Mendel sull’ereditarietà dei caratteri, le prime varietà moderne compaiono già nella seconda metà del XIX secolo, ma è nel XX che il panorama varietale mondiale si arricchisce di migliaia di nuove cultivar che rivoluzionano l’assortimento preesistente. Il CREA-OFA è tra i protagonisti dell’epoca d’oro del breeding del pesco, come attestato dalle 89 cultivar di pesche, nettarine (sia a polpa bianca che gialla) e percoche licenziate a partire dal 1978, alcune delle quali di ampia diffusione anche all’estero. Solo per citare alcuni nomi, la pesca Rome Star, la percoca Romea e le nettarine Venus e Alitop o la serie UFO a frutto a piatto che ha influenzato il mercato creando nuove tendenze di consumo. Tra gli obiettivi attuali del breeding: il miglioramento della tenuta del frutto sull’albero e in post-raccolta (con l’introduzione del carattere “stony hard” presente nel germoplasma di origine asiatica), lo sviluppo di pesche e nettarine a polpa rossa, ricca di antociani, per aumentare il valore nutraceutico del frutto.  

Fig.6 – Peschi da fiore della sede di Roma del CREA-OFA. (Foto: Elisa Vendramin) 

Ma le sfide più impegnative del prossimo futuro sono quelle legate ai cambiamenti climatici e alla salvaguardia dell’ambiente e, in questo senso, sarà determinante il contributo che  breeder e genetisti  potranno dare agli agricoltori, sviluppando cultivar in grado di adattarsi a condizioni ambientali mutevoli e resistenti alle comuni malattie di specie o a quelle emergenti, per ridurre la dipendenza dai trattamenti fitosanitari e implementare una peschicoltura sempre più sostenibile. A questo riguardo, il CREA-OFA è impegnato nel progetto BioSOSFru, finanziato dal Mipaaf nell’ambito del progetto bandiera Biotech, che mira a ottenere varietà migliorate in diverse specie coltivate attraverso l’applicazione delle più moderne tecnologie di evoluzione assistita, cosiddette TEA, come il genome editing e la cisgenesi. La disponibilità di questi nuovi strumenti costituisce una potente arma a disposizione del miglioramento genetico del pesco poiché consentirebbe di superare le grandi difficoltà che si incontrano nello sviluppo di nuove varietà, dovute da una parte ai tempi troppo lunghi necessari per la loro costituzione (fino a 10-20 anni) e dall’altra alla mancanza di geni utili.

Fig.7 – Coltura in vitro di pesco e camera di coltura per il mantenimento e le prove sperimentali in vitro dei fruttiferi presso il laboratorio di colture in vitro del CREA-OFA di Roma. Responsabile del gruppo di colture in vitro: Emilia Caboni (primo Ricercatore). Ricercatori: Simona Lucioli, Simona Monticelli. Tecnici: dott.ssa Adele Gentile e P.A. Andrea Frattarelli 

Quest’ultimo è il caso della Sharka, una virosi da quarantena che affligge le produzioni peschicole, causando ogni anno ingenti perdite economiche nel settore e per la quale non sono disponibili varietà resistenti. In questo caso, l’unica via per lo sviluppo di peschi resistenti è la creazione di nuova variabilità genetica, in modo mirato e controllato, modificando, attraverso le TEA, solo ed esclusivamente il gene che controlla il carattere della resistenza, senza che nel genoma della pianta rimanga alcun DNA estraneo. Il prodotto che si ottiene non è dunque diverso da quello che si avrebbe in natura se una mutazione, che è un evento che in condizioni naturali avviene in maniera casuale nel genoma, si verificasse proprio in quel punto esatto sul nostro gene di interesse: evento possibile, ma improbabile, praticamente come vincere al Superenalotto! Con lo stesso meccanismo il progetto BioSOSFru si prefigge di modificare l’architettura della pianta, rendendola più adatta alla raccolta meccanizzata e di accorciare il tempo dell’entrata in fioritura delle giovani piantine, velocizzando la loro entrata in produzione. Infine, sempre con approcci di evoluzione assistita, il progetto mira a inserire la resistenza ai nematodi, parassiti delle radici presenti nel terreno. Questi obiettivi, se dal punto di vista delle conoscenze sul genoma e sui geni che controllano i caratteri di interesse sono perseguibili, trovano ancora forti ostacoli alla loro piena realizzazione in pesco, dovuti alla recalcitranza di questa specie, a differenza di molte altre, verso le manipolazioni in vitro, necessarie a rigenerare le piantine con le modifiche desiderate. Anche di quest’ultimo aspetto si sta occupando il progetto BioSOSFru, che vuole fornire tutti gli strumenti potenzialmente in grado di mettere in atto risposte rapide e certe alle esigenze presenti e future del settore peschicolo.


Daniela Giovannini
Dirigente di Ricerca presso la Sede di Forlì del CREA Centro di ricerca Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura

Si occupa di breeding del pesco e della conservazione, caratterizzazione e valorizzazione delle risorse genetiche frutticole. Coordina il gruppo di lavoro Prunus nell’ambito del Programma ECPGR (European Cooperative Programme for Plant Genetic Resources)  e il gruppo di lavoro Apricot and Peach nell’ambito del network europeo EUFRIN (European Fruit Research Institutes).

#lafrase La mente è come un paracadute: funziona solo se si apre.  (A. Einstein)  

Federica Brandi
Collaboratore di Ricerca presso la Sede di Forlì del CREA Centro di ricerca Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura

Si occupa delle attività di sostegno alla ricerca e delle attività di breeding e selezione del pesco.

#lafrase Non ho alcun talento particolare. Sono solo appassionatamente curioso. (A. Einstein)  

Sandro Sirri
Operatore tecnico presso la Sede di Forlì del CREA Centro di ricerca Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura

Collabora alle attività di breeding di pesco e pero e al mantenimento in campo e caratterizzazione agro-pomologica delle varietà di fruttiferi in collezione a Forlì.

#lafrase The measure of intelligence is the ability to change (A. Einstein)

Ignazio Verde
Dirigente di Ricerca CREA Centro di ricerca Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura

Si occupa di genetica molecolare delle piante arboree da frutto. Ha collaborato a numerosi progetti nazionali e internazionali coordinando il consorzio internazionale “The International Peach Genome Initiative” che ha ottenuto e pubblicato la sequenza del genoma del pesco e il programma RGV-FAO.

#lafrase Non c’è futuro senza ricerca ma non c’è ricerca senza un’idea di futuro. 

Elisa Vendramin

Si occupa di genetica molecolare delle piante arboree da frutto. Ha contribuito all’ottenimento della sequenza del genoma del pesco e all’uso delle New Breeding Technique (NBT) per incrementare la sostenibilità delle produzioni nelle specie del genere Prunus

#lafrase Il caso favorisce soltanto la mente preparata. (Pasteur) 

Sabrina Micali

Si occupa di genetica e genomica di specie da frutto. Ha partecipato al refinement della sequenza del pesco (Peach v2.0) e in Biotech-BioSOSFru lavora sull’inserimento in pesco di resistenze a stress biotici tramite l’uso delle nuove biotecnologie.

#lafrase La vera scienza ci insegna a dubitare e, nell’ignoranza, ad astenerci. (Claude Bernard) 

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