Orticoltura: dal CREA nuove prospettive di ricerca per l’agrobiodiversità

Conservare le risorse genetiche vegetali rappresenta un asset strategico perché evita di perdere in maniera irreversibile materiali genetici autoctoni, che ricoprono un ruolo fondamentale per lo sviluppo di un’agricoltura “resiliente”, in grado di diffondersi in territori più marginali, economicamente più svantaggiati, in cui favoriscono il mantenimento di antiche tradizioni e contribuiscono a ridurne lo spopolamento, consentendo il presidio di territori destinati all’abbandono. 

La conservazione di antiche varietà di interesse agrario (risorse genetiche vegetali, RGV) è di importanza strategica, in quanto permette di evitare la perdita irreversibile di materiali genetici autoctoni, che possono avere un ruolo fondamentale per lo sviluppo di un’agricoltura “resiliente”, ovvero di un’agricoltura che possa diffondersi soprattutto in areali più marginali, meno urbanizzati e difficilmente raggiungibili. Elemento che concorre a mantenere antiche tradizioni e a ridurre lo spopolamento di aree economicamente svantaggiate, frutto dello sviluppo di una serie di microeconomie legate alle diverse varietà tradizionali consentendo, nel complesso, il presidio di territori diversamente destinati al definitivo abbandono.  

Non a caso, grazie a fondi del PSR 2014-2020, è stata attivata una misura di aiuto specifica, la (Misura 10 – Sottomisura 10.2 – Tipologia di Intervento 10.2.1), che ha come obiettivo quello di tutelare, caratterizzare e valorizzare l’agrobiodiversità. Nell’ambito della suddetta misura, la Regione Campania ha finanziato il progetto “AgroBiodiversità Campana: moltiplicazione, conservazione e caratterizzazione di risorse genetiche vegetali erbacee autoctone (ABC)” coordinato dal CREA Orticoltura e Florovivaismo di Pontecagnano e nel quale sono coinvolti diverse Istituzioni di ricerca e Università della Regione. Il progetto, finanziato per un importo complessivo di 2,5 milioni di euro, prevede diverse azioni nell’ambito delle quali ci si occupa della moltiplicazione e conservazione in situ ed ex situ di oltre 300 varietà di ortive e cereali e della caratterizzazione, a livello morfofisiologico, agronomico, biochimico e genetico-molecolare, rispettivamente di 120, 95, 95 e 165 antiche varietà locali campane.  

Nel progetto è prevista anche l’azione di concertazione e quella di accompagnamento. La prima riguarda la realizzazione di una serie di ricerche e incontri tematici con funzionari regionali e responsabili della gestione di banche del germoplasma nazionali e internazionali, al fine di ampliare le conoscenze sulla legislazione italiana ed europea e sui database esistenti sulla tematica della biodiversità vegetale erbacea, oltre a confrontare tra loro i protocolli di gestione della moltiplicazione e conservazione delle RGV.  

L’azione di accompagnamento consiste, invece, di un’articolata attività di divulgazione delle finalità e dei risultati del progetto ABC, oltre che di formazione degli agricoltori custodi, mediante la realizzazione di corsi strutturati e di un manuale pratico-applicativo sulla moltiplicazione e conservazione delle sementi.  

Con il progetto, della durata complessiva di quattro anni, è stato costituito anche l’Accordo di Rete, al quale hanno aderito oltre cento portatori di interesse sull’agrobiodiversità (coltivatori custodi, Slow Food, varie associazioni interessate alla promozione dell’agrobiodiversita’, cooperative sociali ecc.) per  mettere in rete tutti i soggetti interessati allo sviluppo e alla promozione di iniziative comuni, quali l’organizzazione di eventi di promozione delle varietà locali, la realizzazione di filiere corte, la promozione del turismo agro-gastronomico, lo sviluppo di panieri di prodotti legati a determinati territori, la divulgazione tramite seminari tematici volti ad aumentare le conoscenze sulle possibili risoluzioni di problematiche relative alla gestione agronomica di queste RGV o di altri specifici problemi.  

Grazie al progetto ABC è in corso di ristrutturazione e implementazione un database ed è stato realizzato un sito. Database e sito forniscono numerose informazioni, foto e filmati sulle antiche varietà campane di ortive, legumi e cereali. 

Il CREA di Pontecagnano è coinvolto in un altro grande progetto “Intelligent Collections of Food Legumes Genetic Resources for European Agrofood Systems (INCREASE)”, finanziato con fondi Horizon 2020 per complessivi 7 milioni di euro, il cui obiettivo è quello di facilitare un’efficiente conservazione e utilizzo delle risorse genetiche di legumi di interesse alimentare umano (cece, fagiolo, lenticchia e lupino), al fine di promuovere l’agrobiodiversità e incrementare il loro uso sostenibile in agricoltura. Il progetto, che vede coinvolti ben 25 Partner, vuole accrescere la catalogazione e la caratterizzazione delle accessioni europee ed extraeuropee, promuovendo la loro conservazione e utilizzo. 

Oltre alle azioni di conservazione e valorizzazione,  sono in corso progetti di miglioramento genetico che mirano all’utilizzo dell’ampia variabilità presente in natura come fonte di geni di interesse per l’agricoltura. I progressi nella biologia molecolare e l’avvento di tecnologie di sequenziamento di nuova generazione hanno dato inizio all’era della genomica, permettendo di identificare in modo preciso geni utili per le piante e studiarne le relative funzioni. Risultati promettenti sono stati ottenuti in orticole della famiglia delle Solanaceae nell’ambito di due progetti finanziati nei programmi Horizon 2020.  

In pomodoro, il progetto “Breeding for Resilient, Efficient and Sustainable Organic Vegetable production -BRESOV” ha previsto il recupero di oltre 300 varietà locali di pregio con elevato contenuto di sostanze antiossidanti (es., vitamina C, carotenoidi, flavonoidi) e spiccate proprietà organolettiche. In particolare, si è focalizzata l’attenzione su pomodorini da ‘serbo’, tipici per la loro forma a ciliegino ovoidale e piriforme con cuticola spessa e colore variabile dal rosso al giallo e le cui potenzialità sono legate alle caratteristiche di lunga conservazione, nonché resistenze all’attacco di malattie e adattabilità a condizioni di coltivazione in zone con scarsa disponibilità di acqua. L’approccio genomico ha permesso di identificare geni soggetti a pressione selettiva e presumibilmente responsabili delle caratteristiche di resistenza nelle varietà da serbo, consentendo di selezionare accessioni in grado di tollerare carenze idriche, stress da caldo e con un buon livello di resistenza a patogeni fungini. Inoltre, sono state identificate nuove varianti nei geni che regolano i meccanismi di maturazione del frutto e che consentono la lunga conservabilità post-raccolta di queste antiche varietà. La collezione è stata valutata in diversi ambienti del bacino del Mediterraneo per caratteristiche agronomiche, fisiologiche e qualitative.

Le prove, condotte in regime di conduzione biologica, hanno riguardato la fenotipizzazione di oltre 8000 piante (Figura 1) permettendo di selezionare varietà adatte a tale tipo di coltivazione e di identificare, tramite approcci di studio di associazione sull’intero genoma, le regioni in grado di regolare lo sviluppo di pianta, frutto e radici e le performance produttive. Tali informazioni sono utili per definire le strategie da adottare nei nuovi programmi di miglioramento genetico e per sviluppare strumenti molecolari in grado di facilitare la selezione assistita. 

In peperone, nell’ambito del progetto “Linking genetic resources, genomes and phenotypes of Solanaceous crops – G2P-SOL” è stato condotto quello che si può considerare il più grande studio genomico sulle collezioni esistenti e conservate nelle banche di germoplasma internazionali che ha consentito di sviluppare 26.000 sequenze barcode del DNA (sequenze specifiche posizionate su diverse regioni del genoma e in grado di definire i polimorfismi al livello molecolare) per l’analisi di oltre 10.000 campioni di specie del genere Capsicum, comprendenti la diversità globale rappresentativa di oltre 130 paesi nel mondo, distribuiti sui cinque continenti (Figura 2).  

Le analisi hanno permesso di definire in modo univoco le accessioni studiate consentendo di indentificare duplicazioni e/o informazioni erronee presenti nelle banche del germoplasma. Sono inoltre stati adottati nuovi modelli di analisi genomica di popolazione, in grado di analizzare in modo accurato il livello di stratificazione e flusso di geni tra le accessioni e le similarità tra regioni geografiche di appartenenza definendo le rotte evolutive della specie. Confermando che i peperoni allo stato selvatico sono tipici della regione andina e la loro prima domesticazione è avvenuta in un’ampia area comprendente il Messico ed altre regioni dell’America meridionale, la ricerca ha ricostruito le rotte di espansione e differenziazione nella fase di post-domesticazione. Ciò ha permesso di identificare nuovi centri di diversità genetica in Europa Orientale, Africa e Sud Est Asiatico e delineare le diverse rotte commerciali che hanno permesso la diffusione e diversificazione del peperone dolce e del peperoncino in tali regioni, individuando la via della seta, il commercio transatlantico degli schiavi e la via delle spezie come principali percorsi di espansione dai centri di origine al resto del mondo.  

È stato inoltre rilevato come le regioni del genoma responsabili della piccantezza non sono distribuite in modo uniforme tra le varietà nelle diverse regioni del mondo, suggerendo come i fattori culturali abbiano esercitato un importante influenza primaria sul modello di diffusione dei peperoni. Lo studio ha anche previsto la ricognizione di tutte le informazioni fenotipiche esistenti consentendo, mediante studi di associazione, di identificare nuove regioni genomiche alla base di caratteristiche agronomiche d’interesse per la coltura, ad esempio per la pungenza della bacca o per il numero di pedicelli fiorali in grado di incrementare la produzione attraverso l’aumento del numero di frutti per pianta.  

Tutte queste informazioni aprono interessanti prospettive per il miglioramento genetico di due delle più importanti colture orticole per le quali l’Italia è un paese leader non solo per la produzione, ma anche per la presenza di centinaia di risorse genetiche selezionate nei vari areali locali di coltivazione. Infatti, le informazioni ottenute consentiranno maggiore precisione nelle strategie da adottare per lo sviluppo di nuove varietà, permettendo di valorizzare l’agrobiodiversità sui mercati globali ed il loro utilizzo in un’ottica maggiormente legata a resilienza al cambiamento climatico e sostenibilità ambientale. 

Le sue attività di ricerca riguardano il miglioramento genetico di specie ortive con approcci di genetica molecolare e genomica, sviluppo di popolazioni ricombinanti per l’identificazione di geni di interesse agrario e studio delle basi genetiche dei caratteri quantitativi. Gestisce la banca del germoplasma della regione Campania con azioni di recupero, conservazione e moltiplicazione di risorse genetiche locali. È responsabile scientifico di progetti di ricerca nazionali ed internazionali con l’obiettivo di caratterizzare ampie collezioni di germoplasma per l’innovazione varietale ed il miglioramento della sostenibilità delle colture.

#lafrase 
La diversità racchiusa nelle risorse genetiche rappresenta l’inestimabile ricchezza donataci dalla natura 

Si occupa dell’impiego di microrganismi utili nel controllo biologico di malattie delle piante (batteri antagonisti) e nella biostimolazione della crescita e produttività delle colture (PGPR), di miglioramento dell’efficienza azotofissatrice delle leguminose da granella mediante selezione e  inoculazione di rizobi più efficienti, della produzione e caratterizzazione di compost e tè di compost, dell’utilizzo di sostanze naturali nella difesa delle colture, del recupero, conservazione e caratterizzazione di risorse genetiche vegetali coltivate a rischio di estinzione. E’ autore di oltre 300 contributi scientifici ed è stato ed è responsabile scientifico di numerosi progetti di ricerca e di trasferimento incentrati sull’applìcazione di tecniche di coltivazione a basso impatto ambientale

#lafrase 
I microrganismi sono fondamentali per la vita sulla terra