piante OGM

Biotecnologie ed OGM
Seconda parte: piante geneticamente
modificate.
frankenfood!
Come si costruisce il Frankenfood?
piante OGM
• Gli organismi geneticamente modificati secondo
la tecnologia del DNA ricombinante stanno
trasformando l’agricoltura.
– Ma gli OGM in agricoltura non sono una novità, hanno quasi
un secolo di storia, attraverso i metodi di mutagenesi e di
ibridazione interspecifica e reincrocio. Con queste tecniche
la ricombinazione e modifica dei cromosomi è casuale e
imprecisa, e viene affiancata alla classica selezione artificiale
delle mutazioni.
selezione artificiale
selezione artificiale
9.000 anni fa
Relazioni di discendenza del mais (Zea mays mays), dei teosinte e di Tripsacum.
Brandolini, 2006 Il mais in Italia, CRF Bergamo
selezione artificiale
Spiga di mais delle Ocampo Caves (Venezuela), datata circa 3900 anni fa. Lunghezza, 47 mm.
Cavendish
Gros Michel
Musa balbisiana
mutazione
mutagenesi
Tecnica utilizzata dagli anni ’50.
Negli organismi sono indotte mutazioni casuali mediante raggi UV, raggi X,
raggi gamma o mutageni chimici. I mutanti vengono selezionati.
ibridazione interspecifica
L'ibridazione consiste nell'incrociare piante di varietà o di
specie diverse per ottenere individui che, se con i caratteri
desiderati, saranno selezionati.
.
Citrus clementina
Rosa rubiginosa
Dna ricombinante
• Le tecniche del DNA ricombinante invece permettono un
preciso inserto di un gene nei cromosomi.
La tecnologia rDNA nelle piante grazie
ad Agrobacterium tumefaciens.
•
Agrobacterium tumefaciens è l’agente del cancro del colletto, malattia che si manifesta con la
formazione di neoplasie sulla pianta infettata. L’instaurarsi della malattia richiede che nel
genoma della pianta si inserisca una parte del plasmide batterico (T-DNA) induttore di
tumore (Tumor inducing).
Agrobacterium tumefaciens
tumore del colletto
Malattia delle piante causata
dall'infezione da parte di ceppi di
Agrobacterium tumefaciens. Si
presenta con una crescita
neoplastica di tessuto vegetale
simile a callo indotta dal
passaggio nelle cellule vegetali di
un plasmide (plasmide Ti)
prodotto dal batterio.
• Utilizzo del plasmide Ti (un plasmide che proviene dal
batterio del suolo Agrobacterium tumefaciens) come
vettore per modificare geneticamente le piante:
Agrobacterium tumefaciens
DNA contenente il gene prescelto
Plasmide
Ti
T DNA
Sito di restrizione
1
Inserimento del
gene di un plasmide
mediante l’enzima
di restrizione e la
DNA-ligasi
Plasmide Ti
ricombinante
Cellula vegetale
2
3
Inserimento
Crescita
in cellule
della pianta
vegetali
in coltura
Pianta con
Il T DNA inserito
caratteristiche nuove
porta il nuovo gene
particle gun
Piante OGM
Principali specie di piante geneticamente
modificate coltivate:
Mais bt, resistente al lepidottero Ostrinia nubilalis.
Soia, Cotone, Colza e Tabacco tollerante agli erbicidi.
Golden rice (riso con vitamina A, non in commercio).
Patata Amflora
Il Flavr Savr , un pomodoro modificato per maturare lentamente, è stato il
primo prodotto vegetale OGM messo in vendita in USA nel 1994.Il Mais Bt
è stato immesso in commercio dal 1996.
Flavr Savr (Calgene 1994)
Le piante transgeniche “Insetticide”
Grazie all’ingegneria genetica, è possibile dare alle
piante la possibilità di difendersi da sole contro gli
insetti.
Non vi sarebbe più il problema del rischio di dilavamento dell’insetticida
dovuto alla pioggia; infatti verrebbero distrutti solo gli insetti che attaccano
la pianta e questa sarebbe protetta fino alle radici.
Il mais Bt (Syngenta BT Maize 1996) contiene un gene
estratto dal Bacillus thuringensis che produce una
proteina che uccide la larva del parassita Ostrinia
nubilalis (Piralide).
Mais Bt
Ostrinia nubilalis
Ostrinia nubilalis
Bacillus thuringiensis
mais Bt
Le piante transgeniche resistenti ai
diserbanti.
Il 60% delle piante transgeniche create finora
sono tutte resistenti ai diserbanti (fenoli,
triazzine) che bruciano i tessuti vegetali e
“distruggono” le piante infestanti, vengono
sintetizzati in modo da agire su alcuni tipi di
piante e non su altre.
soia
colza
Le piante transgeniche con additivi o
“nutrafarmaci”
Una frontiera interessante delle biotecnologie
è la possibilità di produrre cibo che presenti,
oltre a aggiunti valori nutrizionali, un valore
farmaceutico incorporando vaccini o sostanze
medicinali.
golden rice
GOLDEN RICE
 Nel 2000 Ingo Potrycus del politecnico di zurigo e Peter Beyer
dell’università di friburgo avevano annunciato la creazione del primo riso
OGM il Golden Rice, contenente un alta quantità di betacarotene ed altri
precursori della vitamina A, che danno al riso una colorazione gialloarancio da cui il soprannome.
Secondo i critici la quantità giornaliera di riso da consumare per
combattere la carenza di vitamina A era di qualche chilogrammo,
decisamente troppo elevata per poter essere consumata da un bambino. A
queste stime pessimistiche gli ideatori del riso dorato opponevano la loro,
che più ottimisticamente parlavano di qualche ettogrammo al giorno (una
bella differenza) .
 Nonostante le motivazioni umanitarie, diverse organizzazioni
ambientalistiche sospettarono che venisse utilizzato come “cavallo di troia”
per convincere l’opinione pubblica ad accettare gli OGM.
 Ora gli scienziati della Syngenta sono riusciti a produrre una nuova varietà
di Golden Rice che contiene una quantità di carotenoidi 23 volte superiore
a quella del riso sviluppato da Potrycus e Beyer. Il gene responsabile della
produzione di carotenoidi è stato prelevato dal mais,e gli scienziati stimano
che 70 grammi di riso dovrebbero essere sufficienti per fornire la metà del
fabbisogno giornaliero di vitamina A.
Patata Amflora
Mostarda indiana per la rimozione
del Selenio
pomodori viola