Piante in provetta, un`opportunità di innovazione per comparto

Pia nte in provetta ,
un’opportunità di innova zione per
compa rto pia nte gra sse
Serena Viglione e Margherita Beruto
Giornata di approfondimento sulle piante grasse: aspetti fitopatologici, colturali e
valorizzazione
Sanremo, 10 Ottobre 2014
 Attività di micropropagazione piante succulente iniziata nel 2011
 Progetto Regionale (Marzo 2011-Gennaio 2013): «Strategie
innovative di supporto al settore delle piante grasse e succulente in
Liguria»
 Studi indirizzati a saggiare la reattività alla coltura in vitro di alcuni
genotipi selezionati di piante succulente
 Da bibliografia, gli studi sono ancora esigui, inoltre si tratta di un
comparto estremamente diversificato, per questo sono necessarie
molteplici prove sperimentali
 4 contratti con aziende locali per la produzione di piante in vitro
Le piante succulenti in Liguria
Produzione ligure relativa alle piante grasse di poco più di 20 milioni,
pari al 16% della nostra intera produzione di piante da vaso
Comparto ancora dinamico, in cui si è riscontrato un incremento
almeno nelle superfici coltivate che sono persino aumentate da 18
ettari nel 1984 a 23,5 nel 1990, 32,3 nel 2000 ed infine 44,2 nel 2005
Come la micropropagazione può
supportare il settore delle succulente
MICROPROPAGAZIONE:
sistema di propagazione vegetativo rapido, utile per poter
introdurre velocemente novità in una catena di produzione
massale, sia mediante una diretta produzione ex vitro, sia attraverso
la costituzione di piante madri ex vitro da cui sviluppare
successivamente la produzione massale in vivo
Cos’è la micropropagazione?
•
•
Tecnica di propagazione vegetativa
Basata sulla proliferazione di germogli su di un mezzo di coltura idoneo, in
condizioni di crescita artificiali, lavorando in sterilità.
Può realizzarsi a partire da germogli ascellari o
avventizi. Generalmente, il propagatore, al fine di
garantire la massima possibilità di propagazione
conforme all’originale (ottenimento cloni),
preferisce rivolgersi alla proliferazione ascellare,
mentre la proliferazione per germogli avventizi
può determinare un’elevata instabilità genetica
(piante diverse da pianta madre).
Tessuto
somatico
Piantine
radicate
Embriogenesi
Pianta
madre
Organogenesi
Callogenesi
Coltura in sospensione
Embriogenesi
Le fasi della micropropagazione
FASE DI
PREPARAZIONE
PIANTE MADRI
FASE DI INOCULO
FASE DI
MOLTIPLICAZIONE
FASE DI
RADICAZIONE
FASE DI
ACCLIMATAZIONE
•Dopo un’opportuna selezione, coltivazione in
condizioni fitosanitarie che favoriscano
l’ottenimento successivo di espianti reattivi ed
asettici
• prelievo, disinfezione dell’espianto e
stabilizzazione della coltura asettica
• valutare modalità di sterilizzazione, materiale
da inoculare (talea di foglia, gemma, etc.) e
substrato di inoculo
• ripetuta moltiplicazione in vitro dei germogli,
attraverso periodiche subcolture che
prevedono la suddivisione dei germogli e il loro
trasferimento su un substrato colturale fresco
• valutare composizione substrato, modalità di
lavorazione e condizioni di crescita
• prevede l’induzione alla formazione di radici e
può essere realizzata in vitro o direttamente in
vivo
• valutare mezzo e condizioni ottimali per
indurre la formazione di radici
• prevede l’adattamento progressivo delle
plantule alle condizioni di crescita in vivo
• valutazione modalità e tempistiche
Limiti dei metodi tradizionali di
propagazione delle piante succulente
TECNICHE DI
PROPAGAZIONE
CLASSICHE





 Seme
 Innesto
 Taleaggio
 Porzione di fusto con
gemme ascellari o apicali
 Singola foglia
 Pollone
 Bulbo
 Stolone con gemma
Perdurare della dormienza e tassi di germinazione bassi
Piante con patrimonio genetico diverso da piante madri
(propagazione da seme)
Stadio giovanile molto lungo, tempi lunghi per fioritura o
produzione di nuovi germogli
Tassi di moltiplicazione ridotti, sviluppo lento
Ridotta radicazione
Limiti spesso caratteristici di
specie rare
Vantaggi
 di avviare un ciclo di propagazione a partire
anche da una sola pianta o parte di pianta
 ottenere tassi di moltiplicazione assai
elevati, perché si è svincolati dalle stagioni e
dal normale ciclo vitale della pianta
(moltiplicazione può essere condotta tutto
l’anno), inoltre, l’impiego dei fitoregolatori nel
mezzo colturale potenzia il processo di
moltiplicazione
 Individui unici, nuovi ibridi, individui frutto di mutazioni
 Specie a rischio estinzione, rare specie inserite nelle liste CITES
 Specie che presentano capacità riproduttiva limitata e tassi di
crescita molto lenti
•
Plant Growth Regulation 33:19-23 (2001) Micropropagation of
the endangered Aloe
polyphylla A. L. Abrie & J. Van Staden
•
J. AMER. SOC. HORT. SCI. 115(2):337-343. (1990) Micropropagation of Members of the Cactaceae
Subtribe Catinae Philip W. Clayton1, John F. Hubstenberger, and Gregory C. Phillips
Vantaggi
 Migliore efficienza nella gestione del materiale vegetale (ridotti
spazi di coltivazione)
 semine in vitro che portano allo sviluppo della pianta da seme
in tempi raccorciati rispetto alla riproduzione sessuale
tradizionali oltre a favorire migliore efficienza nella gestione del
materiale vegetale
 di moltiplicare piante esenti da patogeni e, mediante la
coltura di apici meristematici, di produrre piante esenti da
infezioni virali
•
International Journal of Chemical and Biochemical Sciences 1(2012):6-10 Micropropagation in
vitro of
Opuntia Ficus-Indica in south of Morocco A. El Finti, R. El Boullani, F. El Ayadi, N. Ait Aabd
and A. El Mousadik
•
In vitro Cell.Dev.Biol.-Plant 34: 131-135 (1998) Micropropagation of 21 species of Mexican
cacti by axillary proliferation Perez Molphe Balch E, Perez Reyes M E, Villalobos Amador E, Meza
rangel E
•
Experientia 32: 668-669 (1976) Vegetative propagation of cactus Mamillaria woodsii trough
tissue cultures. Kolar Z, Bartek J, Viskot
Svantaggi
costi maggiori rispetto alle classiche
tecniche di moltiplicazione, determinato dal
costo elevato iniziale per la realizzazione
del laboratorio e per la manodopera
specializzata
recalcitranza alla coltura in vitro per
alcune specie
possibilità
di
ottenere
varianti
somaclonali
per gli elevati tassi di
moltiplicazione, problematiche legate a
chimere
necessità di valutare per ogni specie
un protocollo adeguato
Valutata propagazione in vitro di 25 specie:
» 11 Crassulaceae (7 Crassule e 4 Echeverie)
» 2 Liliaceae (Gasteria e Gasteraloe)
» 6 Cactaceae (Astrophytum, Copiapoa, Opuntia,
Notocactus)
» 2 Agavaceae (Agave)
» 1 Bromeliaceea (Dyckia)
» 1 Hyacinthaceae (Ledebouria)
» 1 Xanthorrhoeaceae (Haworthia)
» 1 Dioscoreaceae (Dioscorea)
Introdotte in vitro con successo 19 specie
Prime consegne di piante provenienti da vitro realizzate a partire da Aprile
2013, in totale sono state consegnate ad oggi 12.000 piante
Presenti attualmente in laboratorio 10000 piante
Famiglia crassulaceae
GENERE CRASSULA
• 7specie in laboratorio: C. alba, C. barklyi, C.“Buddha’s Temple”, C. columella, C.
deceptor, C. pyramidalis, C. Starburst
• classiche tecniche di propagazione: sviluppo lento o non omogeneo
• ottenuto protocollo ottimale di micropropagazione
Valutazione inoculo:
• gemme apicali ed ascellari, ma anche semplice foglia
• Sterilizzazione con etanolo 70% , ipoclorito di sodio 2%, risciacquo con
soluzione acquosa di acido citrico ed ascorbico
• Substrato agarizzato privo di ormoni
•70% di materiale reattivo alla coltura in vitro
Valutazione moltiplicazione:
•Ottimale su substrato colturale gelificato con formulazione minerale MS, 3% di
saccarosio, privo di ormoni
•Fenomeni di iperidricità su mezzi contenenti citochinine
•Tassi di moltiplicazione elevati : da 1 pianta si ottengono in media 4-6 piante
ogni trasferimento (8 settimane)
Valutazione radicazione:
Si è osservata radicazione direttamente in fase di moltiplicazione su tutti i
substrati valutati
Valutazione acclimatazione:
Successo in media del 60-90%
Famiglia crassulaceae
GENERE ECHEVERIA
• 4specie presenti in laboratorio: E. subrigida, E saragoza,
E ‘Mexico Giant’, E . Secunda ‘Compto caurosel ‘
• sviluppo lento, difficile mantenimento variegatura con classiche tecniche di
propagazione
• ottenuto protocollo ottimale di micropropagazione
Valutazione inoculo:
• gemme apicali ed ascellari, ma anche semplice foglia
• Sterilizzazione con etanolo 70% , ipoclorito di sodio 2%, risciacquo con
soluzione acquosa di acido citrico ed ascorbico
• Substrato agarizzato privo di ormoni
•70% di materiale reattivo alla coltura in vitro
Valutazione moltiplicazione:
•Ottimale su substrato colturale gelificato con formulazione minerale MS,
3% di saccarosio contenente citochinine a concentrazioni ridotte
•Ridotti fenomeni di iperidricità su mezzi contenenti fitoregolatori
•Propagazione per gemme ascellari per mantenere variegatura
•Tassi di moltiplicazione discreti: da 1 pianta si ottengono in media 3-5
piante ad ogni trasferimento
Valutazione radicazione:
Si è osservata radicazione direttamente in fase di moltiplicazione su tutti i
substrati valutati
Valutazione acclimatazione:
Successo in media del 80-90%
Famiglia liliaaceae
GENERE GASTERALOE
• 1 specie presente in laboratorio: Gasteraloe “Green Ice”
• Non si riescono ad ottenere semi alle nostre condizioni climatiche e
propagazione lenta con tecniche tradizionali
• ottenuto protocollo ottimale di micropropagazione
Valutazione inoculo:
• gemme apicali, ma anche semplice foglia
• Sterilizzazione ottimale con etanolo 70% , ipoclorito di sodio 2%,
risciacquo con soluzione acquosa di acido citrico ed ascorbico
• Substrato agarizzato privo di ormoni
•50% di materiale reattivo alla coltura in vitro
Valutazione moltiplicazione:
•Ottimale su substrato colturale gelificato con formulazione minerale MS,
3% di saccarosio contenente citochinine
•Ridotti fenomeni di iperidricità su mezzi contenenti fitoregolatori
•Tassi di moltiplicazione ottimali: da 1 pianta si ottengono in media 4
piante ogni trasferimento
Valutazione radicazione:
Si è osservata radicazione direttamente in fase di moltiplicazione su tutti i
substrati valutati
Valutazione acclimatazione:
Successo in media del 90%
Famiglia agavaceae
GENERE AGAVE
• 2 specie della famiglia agavaceae valutate, 1 introdotta in vitro:
Agave pumila
• pianta con sviluppo in vivo lentissimo, 5 anni per dare primo germoglio
• ottenuto protocollo discreto di micropropagazione
Valutazione inoculo:
• gemme apicali, ma anche semplice foglia che però non ha dato gemme
• Sterilizzazione ottimale con etanolo 70% , ipoclorito di sodio 2%,
risciacquo con soluzione acquosa di acido citrico ed ascorbico
• Substrato agarizzato privo di ormoni
Valutazione moltiplicazione:
•Ottimale su substrato colturale gelificato con formulazione minerale MS,
3% di saccarosio contenente citochinine
•Tassi di moltiplicazione non ancora ottimali: da 1 pianta sono state
ottenute 22 piantine in 2 anni
Valutazione radicazione:
Si è osservata radicazione direttamente in fase di moltiplicazione
Valutazione acclimatazione:
Ancora da realizzare
FAMIGLIA CACTACEAE :
-Produzione di germogli da areole di Notacactus magnificus
-Germinazione in vitro di Astrophytum caput-medusae, A.
myriostigma, etc.
-Valutazione forma crestate di Opuntia sp
CAUDICIFORMI:
- germinazione in vitro di Dioscorea elephantipes
Lavori futuri su specie
variegate, forme
crestate , propagazione
cactaceae …
GRAZIE PER
L’ATTENZIONE!!!!