Diapositiva 1 - DistaGenomics

CORSO SIGA
“PRINCIPI DI MIGLIORAMENTO GENETICO E
PROSPETTIVE DI APPLICAZIONE AL SETTORE
VEGETALE, ANIMALE E MICROBICO”
11-14 maggio 2010
Miglioramento genetico per le specie ornamentali
Andrea Allavena
CRA-FSO
La situazione mondiale
Importanza economica mondiale: 27 miliardi di $
Quattro specie (rosa, garofano, lilium e
crisantemo): 70 % del mercato
Dieci maggiori specie: 95% del mercato
Complessivamente utilizzate più di 300 specie
Richieste di protezione dei
diritti del costitutore da
parte di operatori italiani
Rosa (110), Dianthus (91), Petunia (23), Pelargonium
(16), Limonium (15), Gerbera (13), Chrysanthemum (12),
Argyranthemum (11), Euphorbia (11), Alstroemeria (5),
Lantana (4), Ranunculus (3), Bouganvillea (2).
Totale del periodo 1995-2005: 349 corrispondenti al
2,3 % del totale europeo
Dati del Community Plant Variety Office
(CPVO)”. Elaborati da Fiorenzo Gimelli (Centro
Regionale Servizi per la Floricoltura Regione
Liguria, Via Q. Mansuino, 12 - 18038- Sanremo)
Specie prioritarie
• Specie che rivestono l’interesse dei consumatori;
• Adattabilità ai climi mediterranei
• Adattabilità alla coltivazione fuori suolo
• Idoneità alla coltivazione in assenza di trattamenti con
nanizzanti;
• Novità della specie o novità dell’utilizzazione;
• Priorità alle specie coltivate in vaso
• Specie rustiche, naturalmente dotate tolleranze a condizioni
ambientali difficili, ai patogeni ed ai parassiti;
Le caratteristiche
Strategie riproduzione differenziate (autogame, allogame, a
riproduzione vegetativa facoltativa o obbligata)
Possono manifestare eterosi, poliploidia, autoincompatibilità,
sterilità
Riproduzione vegetativa ai fini produttivi per la maggior parte
delle specie
Bene voluttuario e come tali si comportano nel confronto della
domanda/offerta.
Il consumatore esige un prodotto perfetto, chiede nuovi
prodotti e cambia rapidamente il gusto.
Informazioni scientifiche
•Biologia riproduttiva
•Assetto cromosomico
•Origine dei materiali (inter o intraspecifica)
•Eredità dei caratteri
•Disponibilità di caratteri utili (fonti di resistenza)
•Mappe genetiche e di associazione
•Sequenze
Obiettivi del miglioramento
A) fornire agli agricoltori italiani materiali di costituzione
nazionale al fine di rispondere alle seguenti esigenze:
- riappropriarsi di una attività di costituzione varietale
al fine di ridurre i costi delle royalties pagate agli ibridatori
stranieri ed aumentare la competitività;
- disporre di materiali vegetali selezionati negli
ambienti specifici di coltivazione e quindi più adatti agli stessi.
B) ridurre gli imput colturali finalizzata alla:
- riduzione dei costi di produzione;
- riduzione dell’impatto delle produzione
ecosistemi.
sugli
Metodi di miglioramento utilizzati
• Incrocio intervarietale ed interspecifico
• Poliploidia
• Mutagenesi
Metodi di miglioramento biotecnologici
• Androgenesi e ginogenesi
• Induzione di variabilità somaclonale
• Selezione assistita da marcatori molecolari
• Ingegneria genetica
Incrocio intervarietale
• Utilizzato per le specie fertili
• Gli ibridi selezionati sono usualmente moltiplicati
agamicamente
• Rilevanti sono quindi in floricoltura le tecniche di
propagazione in vivo (talea, margotta, propaggine) e di
propagazione
in
vitro
(micropropagazione,
rigenerazione avventizia, embriogenesi somatica)
anche ai fini del risanamento e del mantenimento di
materiali di propagazione esenti da patogeni
Derivata da incrocio,
mutagenesi,
popolazioni naturali,
ecc.
Incrocio interspecifico
Utilizzato in molte specie (Rosa, Narcissus, Iris, Crocus,
Chrysanthemum, Alstroemeria, Lilium, Dianthus)
Il successo degli incroci interspecifici dipende sia da fattori
genetici sia da fattori ambientali
Messe a punto numerose tecniche per superare le barriere
di incompatibilità
Poliploidia
Utilizzata per:
Migliorare alcuni caratteri (dimensione dei fiori,
robustezza degli steli);
Produrre fiori sterili e quindi più longevi;
Ristorare la fertilità degli ibridi interspecifici;
Agevolare la realizzazione di incroci.
Mutagenesi
Spontanea (sports)
Chimica (MSE, Sodium Azide)
Mutazioni puntiformi
Fisica (Raggi X, raggi gamma,
Neutroni veloci)
Delezioni
Somaclonale (indotta in vitro)
Le varietà ottenute via
mutagenesi sono considerate
essenzialmente derivate
Importanza della mutagenesi in floricoltura
50% delle CVS di
Rhododendron
50% delle CVS di
Chrysanthemum
(20 nuove varietà, dalla sola cvs
Reagan, che coprono 35-40%
del mercato olandese con 400
milioni di steli) (riferito agli anni
1992-93)
Ingegneria genetica
Tecnica rilevante per le specie ornamentali
Si adatta a specie con biologia riproduttiva che rende
difficili altri metodi di miglioramento
Permettere di esprimere caratteri essenziali per creare
novità
Esempi: colore fiori, struttura pianta o importanti da un
punto di vista agronomico e della riduzione dell’impatto
sull’ambiente delle coltivazioni (resistenze)
Modifica dell’architettura della pianta e
della capacità di fioritura in
Osteospermum mediante espressione
di geni batterici (35SrolC)
Campo di selezione delle
progenie T1 x varietà e
dettaglio di pianta
selezionata
Resistenza al
congelamento
in
Osteospermum
indotta da
espressione di
Osmyb4.
Piante trattate
per una notte a
-5°C senza
(A)
o con
acclimatazione
per 10 giorni a
4°C (B)
Obiettivi del miglioramento genetico
Obiettivi generali:
Uniformità del prodotto
Resistenza alle malattie e alle alte
temperature
Aumento della gamma dei colori
Obiettivi specifici:
Fiore reciso:
Fioritura precoce
Steli robusti
Fiori grandi e multitepali
Pianta da vaso e da giardino:
Habitus compatto
Foglie erette con picciolo corto
Fioritura concentrata ed
abbondante
Ibridi F1
La costituzione di ibridi F1
utilizzando parentali omozigoti
(linee pure) contribuisce a
migliorare l’uniformità, la
sa n it à e la qu a l i t à del l e
coltivazioni e delle produzioni.
Autofecondazione
• richiede notevole dispendio di tempo e di lavoro;
• nel caso dell’anemone è possibile effettuare una sola
generazione di autofecondazione per anno;
• depressione da autofecondazione
Progenie di incroci
interspecifici tra A. coronaria
(4n) x A. fulgens (4n) a
sinistra e di A. coronaria (2n)
x A. hortensis (2n)
Progenie di A. pavonina x A. hortensis (a sinistra); seguono progenie di
A. fulgens x A. pavonina e singole piante di quest’ultimo incrocio