Dopo l’intervista alla dottoressa Ricciardi riguardante la resistenza delle piante, insieme alla Dott.ssa Gabriella De Lorenzis, ricercatrice presso l’Università degli studi di Milano, scopriremo l’importanza della conservazione del germoplasma e delle viti provenienti dalla Georgia.
Buongiorno Dott.ssa De Lorenzis, la ringrazio molto per aver accettato il nostro invito. Innanzitutto vorrei far capire ai nostri lettori il percorso che la ha portata fino a qui.
Grazie a voi per questa opportunità! Sono stata fin da ragazzina affascinata e appassionata di genetica delle piante. Per questo, come corso di studi universitario ho scelto Biotecnologie agroambietali, prima, e Biotecnologie vegetali e microbiche, poi. E’ stato il tirocinio della laurea magistrale che mi ha fatto conoscere ed innamorare della vite e di tutta la sua biodiversità. L’idillio, ancora in corso, si è protratto nel tempo, portandomi a discutere una tesi di dottorato sui geni responsabili della produzioni di composti aromatici nelle bacche di vite, fino a giungere ai giorni nostri dove uno dei filoni di ricerca che mi ritrovo a seguire è lo studio della diversità genetica della vite per l’identificazione di caratteri di resistenza a stress biotici e abiotici.
Una delle ricerche che ha seguito è legata alle viti georgiane e la loro importanza nel panorama del miglioramento genetico della vite. Può spiegarcelo?
La Georgia, nel Caucaso (non confondiamola con quella negli USA!), è considerata la culla della domesticazione della vite. Le attuali varietà di vite (come Sangiovese, Nebbiolo, Pinot noir, ecc..) sono state domesticate dall’uomo a partire da piante di vite selvatica. Questo processo di domesticazione è avvenuto proprio in Georgia circa 6-8000 anni fa. Una caratteristica di tutti i centri di domesticazione è l’elevata variabilità genetica (l’elevato livello di biodiversità). La Georgia con le sue viti (in gergo tecnico germoplasma) non è da meno. L’elevato livello di biodiversità ci mette a disposizione tutta una serie di caratteristiche, quali resistenze alle malattie o a condizioni climatiche avverse, che se individuati possono essere trasmessi alle “generazioni” successive, al fine di rendere le nuove varietà più resistenti agli stress.
Come analizzate il germoplasma per individuare le varietà d’interesse per i programmi di miglioramento genetico?
Il germoplasma si analizza in due modi. Il primo modo riguarda l’osservazione del fenotipo, ossia l’insieme delle caratteristiche morfologiche e fisiologiche della pianta. Quindi, se il carattere da studiare è la resistenza ad un patogeno, le piante vengono inoculate artificialmente con il patogeno e si valuta l’entità della malattia con diversi metodi, tra cui osservazioni al microscopio. Il secondo riguarda l’analisi del genotipo, ossia la sequenza genetica (DNA) delle piante. L’analisi genotipica si effettua principalmente utilizzando i marcatori molecolari (come SSR, Simple Sequence Repeats, Fig.2, oppure SNP, Single Nucleotide Polymorphism), sequenze di DNA specifiche che contraddistinguono in modo univoco una pianta dall’altra (Facciamo con le piante, quello che i poliziotti di CSI fanno sulla scena del crimine). L’unione del dato genetico con il dato fenotipico ci porta ad individuare quei tratti del genoma che sono associati al carattere di interesse, come la resistenza ad un patogeno.
Può dirci quali sono i progetti attuali che si basano sull’utilizzo di queste risorse genetiche?
Ad oggi, il progetto più importante che coinvolge l’uso di queste risorse genetiche è l’identificazione dei geni responsabili della resistenza ad un patogeno, Plasmopara viticola, che causa la peronospora della vite. Se fino a qualche anno fa parlare di resistenza a P. viticola in vite era un’utopia, oggi è una certezza. Nel germoplasma georgiano sono state trovate delle varietà resistenti a questo patogeno, tra cui Mgaloblishvili (Fig. 3), una varietà a bacca nera. Questa varietà tramite la produzione di composti antimicrobici, come i composti volatili, la produzione di enzimi che degradano la parete del fungo ed l’ispessimento della parete cellulare della pianta è in grado di ridurre fortemente l’entità della malattia. Il nostro obiettivo è quello di capire quali sono i geni che determinano il meccanismo di difesa e poterli trasferire alle varietà non resistenti.
Quanto è fondamentale il mantenimento di queste varietà e, più in generale, la conservazione e valorizzazione del germoplasma vegetale?
Gli scienziati sono chiamati continuamente a “progettare” sempre nuove varietà perchè l’umanità deve affrontare sempre nuove sfide. In questo momento le sfide più impellenti riguardano la riduzione degli input in agricoltura, dove con input si intende acqua, fertilizzanti, agrofarmaci, etc.. La progettazione di nuove varietà (in gergo miglioramento genetico) parte dalla conservazione e studio del germoplasma. Senza germoplasma, senza la conoscenza del germoplasma, non possiamo progettare nuove varietà, poiché non avremmo a disposizione tutta una serie di geni utili che devono essere trasmessi alle nuove varietà per poterle migliorare ed affrontare, così, le sfide del momento. Ricordiamo, varietà che ad oggi apparentemente sembrerebbero “inutili”, un domani potrebbero rivelarsi “utili”, perché le sfide di oggi saranno diverse da quelle di domani.
Ringraziandola per il suo intervento vorrei chiederle come vede il futuro di questo campo? Ha prospettive future?
Se guardiamo all’ottenimento di varietà resistenti ai patogeni, l’interesse è altissimo, sia da parte della comunità scientifica, sia da parte delle aziende, poiché l’Europa ha emanato una direttiva che obbliga tutti gli stati membri a ridurre l’uso degli agrofarmaci. Queste varietà possono essere prodotte o in modo tradizionale, tramite incrocio tra varietà di interesse, oppure con un metodo più mirato che è quello del miglioramento genetico basato sulle moderne tecniche di trasformazione genetica (modificando il genoma di una pianta di interesse). In entrambi i casi, gli scienziati hanno bisogno di conoscere i tratti genetici alla base della resistenza. Solo investendo sull’identificazione di questi geni che potremmo disporre di nuove varietà più ecosostenibili.