Citrus

QUARTO INCONTRO
Agrumi
Uva da Tavola
Banana…
…ed una introduzione alla
Genetica Vegetale
Agrumi
genere Citrus
famiglia Rutaceae
Altra specie nella famiglia: Ruta graveolens
Origine: Cina ed Estremo Oriente
Fino alla fine del 15° secolo il cedro,
l’arancia amara, il limone e il lime
(limetta) erano gli unici agrumi
conosciuti in Europa.
L’arancio dolce fu
in Calabria e nel
dall’inizio del 16°
erano inferiori
conosciamo oggi
coltivato in Sicilia,
sud della Spagna
secolo. Le varietà
a quelle che
Nella prima metà del 17° secolo i
portoghesi importarono dalla Cina
nuove varietà di arance dolci,
chiamate arance portoghesi, che si
diffusero in tutto il sud dell’Europa.
Tre sole specie all’origine delle altre specie
(ibridi interspecifici) di agrumi coltivati
Pomelo o pummelo
Citrus maxima
Cedro
Citrus medica
Mandarino
Citrus reticulata
• Citrus medica, cedro, genitore di 4 ibridi:
Citrus × limon, (cedro x arancio amaro) limone e suoi ibridi
Citrus × jambhiri, (cedro × mandarino) limone rugoso e ibridi simili
Citrus × aurantiifolia, (cedro × limone x specie minore di Citrus) lime/limetta (tipo
messicano) e lime persiano (lime × limone).
Citrus × bergamia, (cedro × arancio amaro) bergamotto
• Citrus maxima, pomelo o pummelo, genitore di
Citrus × aurantium (pomelo × mandarino) arancio amaro. Ha ereditato più
caratteri del pomelo che del mandarino
Citrus × sinensis (pomelo × mandarino) arancio dolce. Ha ereditato più caratteri
del mandarino che del pomelo.
Citrus × paradisi (pomelo × arancio dolce) pompelmo
• Citrus reticulata, mandarino (oltre al mandarino classico, la specie include il
satsuma, varietà giapponese a buccia verde, e il tangerine, mandarino di Tangeri,
Marocco)
E’ genitore dei 3 ibridi già sopra riportati e degli ibridi:
Clementine/mandaranci (mandarino x arancio dolce)
Tangelo (mandarino x pompelmo), chiamato anche Mapo
Nova (clementina x tangelo), chiamato anche Clemenvilla
NOTA: il segno x tra il genere e il nome specifico indica una specie ottenuta per ibridazione di due diverse
specie appartenenti allo stesso genere (es. Citrus x sinensis ottenuto da Citrus maxima x Citrus reticulata)
Creazione di nuovi ibridi
Arance Navel
(“ombelico”)
originarie del
Brasile e migliorate
negli USA.
Polline non
funzionale: frutti
senza semi
Secondo embrione parzialmente
sviluppato
Cedro deformato dal
ragnetto “acaro delle
meraviglie”
Jaffa “Sweetie” molto dolci
ma con poche calorie: pochi
zuccheri e molto
bassi in acidi
Cedro “la mano
di Buddha”,
varietà naturale
orientale
Curiosità: il nome
Citrus medica del
cedro non indica
proprietà medicinali
ma la provenienza
in occidente dalla
regione dei Medi
nell’attuale Iran
Arance rosse, ricche in
antiossidanti
Calorie
kcal
47
Grassi
g
0.12
Carboidrati
(di cui zuccheri
g
g
11.75
9,35)
Proteine
g
0.94
Fibre
g
2.4
Acqua
g
86.75
Calcio
mg
40
Sodio
mg
0
Fosforo
mg
14
Potassio
mg
181
Ferro
mg
0.1
Magnesio
mg
10
Vitamina A, IU
IU
225
Vitamina A, RAE
mcg_RAE 11
Niacina (Vit. B3)
mg
0.282
Acido Pantotenico (Vit. B5) mg
0.25
Folati, totali
mcg
30
Acido ascorbico (Vit. C)
mg
53.2
Alpha-tocoferolo (Vit. E)
mg
0.18
Arancia senza buccia:
valore energetico e
nutrizionale (100 g)
Composizione in macronutrienti
Il Corriere della Sera - Salute
domenica 26 febbraio 2012
Confronto dei valori
medi di zuccheri fibra -energia vitamina C - principale
antiossidante
(pigmento flavonoide)
in vari agrumi
(antiossidante)
SICILIA
Italia
Numerose varietà per
poter estendere la
disponibilità stagionale.
Significativa presenza di
varietà locali quali
Tarocco e arance rosse
(Moro, Sanguinello),
importanti per l’elevato
contenuto di antiossidanti
Arance: l’Italia è il
secondo produttore nell’
EU, dopo la Spagna.
Produzione di 3,4 mm t
(3,2% della produzione
mondiale).
L’Italia è il maggior
produttore nell’EU di
arance biologiche
certificate
Maggiori produttori mondiali di agrumi: Cina e Brasile, seguiti da USA e EU-27
Danni da freddo: imbrunimenti e infossature della buccia
molto sensibile il pompelmo
Gli agrumi non sono sensibili all’etilene
eccetto per la degradazione della clorofilla
nella buccia (utilizzato per lo sverdimento
delle arance quando raccolte parzialmente
verdi. Effetto cosmetico, non ha influenza
sulla qualità interna)
Parassiti animali
cocciniglie (insetti succhiatori protetti da scudetti di cera)
Lotta biologica di successo: la cocciniglia Iceria purchasi (importata dall’Australia)
combattuta importando il suo predatore naturale, la coccinella Rodolia cardinalis
coccinella
adulto
larva
Cocciniglia con sacchi ovigeri
Mosca Mediterranea
parassita di agrumi e di molte altre specie di frutta
simile alla mosca dell’oliva e alla mosca della ciliegia
Marciumi da funghi in post-raccolta
Gli agrumi sono
molto sensibili al
Penicillium
italicum (muffa
azzurra) e
Penicillium
expansum
(muffa verde)
Trattamento fungicida agrumi: utilizzo della buccia
•
•
•
I marciumi da Penicillium e da altri funghi parassiti possono determinare rilevanti perdite nel
trasporto e nella conservazione in post raccolta degli agrumi, particolarmente dei limoni.
Per questo molti agrumi da agricoltura tradizionale vengono trattati dopo la raccolta con fungicidi
(esempio imazalil, TBZ o tiabendazolo, fenil fenolo, difenile) generalmente durante l’applicazione
della cera sui frutti (il fungicida rimane nella buccia). Questi fungicidi sono regolarmente autorizzati
in quanto i loro dossier tossicologici mostrano ampi margini di sicurezza alimentare alle dosi
impiegate; se però si desidera evitare i residui di tali fungicidi la raccomandazione è di
– Acquistare limoni/agrumi biologici certificati in quanto, se anche trattati in campo con
antiparassitari consentiti in agricoltura biologica, di sicuro non vengono trattati dopo la
raccolta. Il consiglio è di utilizzarli nel breve periodo in quanto meno protetti dai marciumi
rispetto a quelli trattati.
– Personalmente sconsiglio l’acquisto di limoni così detti “non trattati” sulla parola del venditore,
sia perché non vi è certificazione che lo garantisca e sia perché il termine si riferisce a
trattamenti dopo la raccolta, non garantendo la mancanza di trattamenti antiparassitari poco
prima della raccolta. L’eventuale presenza di foglie, a dare una parvenza di prodotti “naturali”,
non aggiunge alcuna garanzia ma è solo una moda commerciale.
Si sconsiglia inoltre l’acquisto di limoni e di altri agrumi decantati come non trattati o naturali che
presentano la superficie coperta da cocciniglie e da danni di altri insetti o funghi. Questo indica si la
probabile mancanza di trattamenti anche in campo ma purtroppo allo stesso tempo indica la
mancanza di lotta ai parassiti con conseguente loro influenza negativa sulla qualità finale del
prodotto (sostanze nutritive e organolettiche sottratte dai parassiti). Sia l’agricoltura tradizionale che
l’agricoltura biologica conducono la lotta in campo ai parassiti perché i frutti possano offrire la
massima qualità ai consumatori senza doverla offrire anche ai parassiti.
navigando in internet…
Per coloro che in nessun modo intendono rinunciare ai frutti di mare
crudi, è importante sapere che poche gocce di succo di limone, eliminano, in
pochi minuti, il 92% di microbi e batteri presenti sulle ostriche.
Per chi invece ha purtroppo problemi di potabilità dell'acqua,
ricordiamo che è possibile renderla potabile aggiungendo ad un litro d'acqua il
succo di un limone spremuto
Commento: l’acido citrico, creando un ambiente acido,
ostacola la crescita dei batteri ma non è un battericida …
Il colera e le altre gravi malattie infettive intestinali non si
controllano con il limone! Affermare che basta il succo di
limone per rendere l’acqua potabile significa creare false e
pericolose aspettative sanitarie.
Specie minori del genere Citrus
Citrus trifoliata: frutto non edibile;
albero spinoso deciduo (perde le
foglie in inverno) utilizzato per formare
siepi invalicabili
Citrus japonica: Kumquat
mandarinetto cinese
Uva da Tavola
Vitis vinifera
(stessa specie dell’uva da vino)
Bacino del mediterraneo
Composizione chimica e valore energetico per 100 g di parte edibile
Parte edibile 94 %
Acqua 80.3 g
Proteine 0.5 g
Lipidi 0.1 g
Carboidrati (zuccheri) disponibili 15.6 g
Fibra totale 1.5 g
Energia 61 kcal
Sodio 1 mg
Potassio 192 mg
Ferro 0.4 mg
Calcio 27 mg
Fosforo 4 mg
Niacina 0.4 mg
Vitamina C 6 mg
Fonte: Istituto Nazionale di Ricerca per gli Alimenti e la Nutrizione
Botrite o muffa grigia
Malattie fungine della vite
Peronospora
Muffa nobile (Botrite interna agli
acini): dona il particolare aroma
ai Riesling tedeschi e ai
Sauternes francesi
Oidio o mal bianco
Danni in post-raccolta
l’uva non è sensibile all’etilene
Danno da SO2 (da zolfo, utilizzato come fungicida). Si
può notare nell’uva conservata a lungo in presenza di
zolfo per il controllo della Botrite
Botrite o muffa grigia
in post raccolta
Marciume acido (da batteri) diffuso dal
moscerino della frutta (Drosophila).
Forte odore di acido acetico.
Principali varietà coltivate in Italia
A differenza delle altre nazioni produttrici di uva da tavola, le varietà senza
semi (seedless) sono ancora marginali in Italia. Questo a causa delle nostre
ottime varietà con semi (principalmente varietà Italia)
Uva senza semi (seedless; apirena): PARTENOCARPIA
Varietà
con semi
Varietà con
semi abortiti
Uva sultanina: ottenuta da
varietà senza semi (apirena)
Varietà
seedless
ed ora un po’ di “confusione” presa da internet
quale introduzione all’argomento…
Come fa a nascere l'uva senza semi se i semi non ce l'hanno??
• L'uva senza semi si chiama Apirena ed è una cultivar particolare che nasce
senza semi ed è più ricca in zuccheri. Quindi questo tipo di uva non si può
riprodurre non avendo semi ma le azienda ogni anno forniscono i semi di
queste uve ibride.
• ma l'uva senza semi come fa a riprodursi?
Ho paura che non sia proprio del tutto naturale
Come i mandarini senza i semi sono OGM
• ho preso dell'uva senza semi al supermercato, ma secondo voi è OGM? come
è che non ha i semi?
Commento:
-le varietà di uva senza semi non sono Organismi Geneticamente Modificati ma selezioni di eventi che
appaiono spontaneamente in natura (vedi dettagli nella diapositiva successiva)
- riguardo alla riproduzione: tutte le varietà di frutta, con o senza semi, vengono moltiplicate tramite
riproduzione vegetativa (talea, innesto gemma, margotta), non sessuata, al fine di mantenere le stesse
caratteristiche di generazione in generazione. La riproduzione sessuata si utilizza per ottenere ibridi e per
selezionare nuove varietà in quanto implica il rimescolamento dei caratteri dei genitori e quindi la
manifestazione di nuovi caratteristiche
E' bene chiarire e ribadire che l‘assenza di
semi nell'uva da tavola è un carattere
totalmente naturale. Il miglioramento
genetico dell'uva senza semi è stato
quello di partire da eventi apparsi
spontaneamente in natura e selezionare e
coltivare le migliori qualità.
Generalmente gli acini delle uve apirene
tendono a restare piccoli, è possibile
ottenere acini di dimensioni maggiori
ricorrendo all'applicazione di sostanze
vegetali naturali(gibberelline, GA3), cioè
ormoni vegetali presenti solo nelle piante,
che inducono lo stesso stimolo del seme
alla crescita degli acini.
E' auspicabile che la promozione delle uve
apirene valorizzi la "naturalità" e l'ampia
gamma di caratteristiche organolettiche
delle uve ricordando che, nel caso di semi
abortiti, quel rudimento di seme erbaceo
ingerito racchiude una piccola "goccia" di
sostanze (quali polifenoli) benefiche per il
nostro organismo.
Un altro esempio di frutto partenocarpico, senza semi:
la banana commerciale
Banana
il frutto più
consumato al mondo
India: primo produttore mondiale
Banano e Banana
• Pianta ERBACEA (il fusto è formato dalle guaine fogliari)
• Le specie selvatiche sono originarie del sud est asiatico, in
particolare dell’Indonesia e della Malesia
• Le varietà commercializzate derivano da due specie e dai loro
ibridi; sono carpenocarpiche (frutti senza semi) naturali
selezionate e coltivate dall’uomo; oltre al fenomeno della
partenocarpia, numerose varietà sono triploidi (3n = 3 corredi
cromosomici anziché diploide = 2n)
• Specie molto sensibile all’etilene
– Frutti raccolti verdi (maturazione fisiologica prima della
produzione di etilene) per l’esportazione
– Maturazione iniziata con l’applicazione di etilene nei paesi
importatori
• Sensibile ai danni da freddo (< 13°C): imbrunimenti sotto la
buccia; difficoltà di maturazione
A sinistra: sezione di fusto di banano
(guaine fogliari)
Sotto, a sinistra: sezione di tronco di
albero legnoso. Anelli annuali di
crescita contenenti i vasi conduttori
dalle radici alle nuove foglie
Qui sotto: sezione di tronco di palma.
Emissione annuale di nuovi vasi
conduttori, all’interno del tronco,
dalle radici alle nuove foglie
Banana
il frutto più commercializzato al mondo
• Pianta ERBACEA (il fusto è formato dalle guaine fogliari)
• Le specie selvatiche sono originarie del sud est asiatico, in
particolare dell’Indonesia e della Malesia
• Le varietà commercializzate derivano da due specie e dai loro
ibridi; sono carpenocarpiche (frutti senza semi) naturali
selezionate e coltivate dall’uomo; oltre al fenomeno della
partenocarpia, numerose varietà sono triploidi (3n = 3 corredi
cromosomici anziché diploide = 2n)
• Specie molto sensibile all’etilene
– Frutti raccolti verdi (maturazione fisiologica prima della
produzione di etilene) per l’esportazione
– Maturazione iniziata con l’applicazione di etilene nei paesi
importatori
• Sensibile ai danni da freddo (< 13°C): imbrunimenti sotto la
buccia; difficoltà di maturazione
Banani progenitori delle
varietà commercializzate:
Musa acuminata genoma
diploide AA
Musa balbisiana genoma
diploide BB
Banana
varietà commercializzate e loro genoma
Baby e
Lady Finger
AA
Red Dacca
(Australia) Cavendish
AAA
(banana classica)
AAA
Banana Platano
(Plantain)
AAB e ABB
banana da cuocere,
fonte di amido
Banana
il frutto più commercializzato al mondo
• Pianta ERBACEA (il fusto è formato dalle guaine fogliari)
• Le specie selvatiche sono originarie del sud est asiatico, in
particolare dell’Indonesia e della Malesia
• Le varietà commercializzate derivano da due specie e dai loro
ibridi; sono carpenocarpiche (frutti senza semi) naturali
selezionate e coltivate dall’uomo; oltre al fenomeno della
partenocarpia, numerose varietà sono triploidi (3n = 3 corredi
cromosomici anziché diploide = 2n)
• Specie molto sensibile all’etilene
– I frutti vengono raccolti verdi (maturazione fisiologica, prima
che inizino a produrre etilene) per l’esportazione
– La maturazione commerciale inizia con l’applicazione di
etilene nei paesi importatori
• Sensibile ai danni da freddo (< 13°C): imbrunimenti sotto la
buccia; difficoltà di maturazione
bananeto
Primi frutti: più maturi
Ultimi frutti: meno maturi
Per il mercato locale
Preparazione per l’export
(box standard da 18 kg)
Maturazione delle banane
Applicazione
dell’etilene in
celle nei centri
di
maturazione
Stadi di maturazione
Frutti a maggior
maturazione
fisiologica:
rotondi, senza spigoli
evidenti, cioè frutti
sviluppatisi per primi alla
base del casco di banane,
con più tempo per crescere
e di raggiungere una più
avanzata maturazione sulla
pianta
Calorie
kcal
122
Grassi
g
0.37
Carboidrati
(zuccheri
g
g
32
15)
Proteine
g
1.3
Fibre
g
2.3
Acqua
g
65.28
Calcio
mg
3
Sodio
mg
4
Fosforo
mg
34
Potassio
mg
499
Ferro
mg
0.6
Magnesio
mg
37
Vitamina A, IU
IU
1127
Vitamina A, RAE
mcg_RAE
56
Tiamina (Vit. B1)
mg
0.052
Riboflavina (Vit. B2)
mg
0.054
Niacina (Vit. B3)
mg
0.686
Acido Pantotenico (Vit. B5)
mg
0.26
Piridossina (Vit. B6)
mg
0.299
Folati, totali
mcg
22
Cobalamina (Vit. B12)
mcg
0
Acido ascorbico (Vit. C)
mg
18.4
Alpha-tocoferolo (Vit. E)
mg
0.14
Valore energetico e
nutrizionale (100 g di
prodotto edibile)
Danni
da
freddo
Temperatura
ottimale
Aspetto dei frutti
tenuti due
settimane a
varie
temperature
dopo
l’applicazione
dell’etilene
Esempio di come “rovinare” ciò che la natura ha fatto bene:
apparse in un supermercato tedesco e subito ritirate … per fortuna!
Nuove varietà di cocomeri senza semi:
triploidia
COCOMERO (Citrullus vulgaris); originario dell’Africa
australe (Kalahari?) , già coltivato dagli antichi egizi
Composizione chimica e valore energetico
per 100g di parte edibile (Parte edibile 52%)
Acqua (g) 95.3
Proteine (g) 0.6
Lipidi (g) 0.015
Zuccheri (g) 6,2
Fibra alimentare (g) 0.24
Sodio (mg) 1
Potassio (mg) 115
Ferro (mg) 0.2
Calcio (mg) 7
Fosforo (mg) 11
Energia Kcal 30
Vitamina A RAE (mg_RAE) 28
Vitamina C (mg) 8
Licopene (mg) 4.5
Frutti senza semi: ricapitolando
1. Ibridi tra specie diverse: incroci
interspecifici (sbilanciamento
cromosomico nei gameti)
2. Partenocarpia
3. Triploidia (tre corredi cromosomici 3n =
sbilanciamento cromosomico nei gameti)
Per meglio capire: introduzione alla genetica
Le cellule degli esseri viventi contengono nel loro
nucleo dei corpuscoli chiamati cromosomi, ciascuno
costituito da una lunga molecola di DNA (acronimo
inglese per l’Acido DesossiriboNucleico) a forma di
doppia elica. Il DNA di ogni specie contiene
l’informazione genetica per determinare le
caratteristiche specifiche della specie. I segmenti
del DNA specifici per ciascuna informazione
genetica prendono il nome di geni
Il DNA si auto-duplica prima di ogni divisione cellulare affinchè le due cellule figlie
contengano la stessa quantità di DNA della cellula genitrice. Conseguentemente i
cromosomi (costituiti da DNA) si duplicano prima di ogni divisione cellulare per
mantenere costante il loro numero in ogni cellula, tranne che nei gameti, cellule
sessuali, con numero di cromosomi dimezzati (vedi diapositiva successiva).
Il numero e la forma dei cromosomi è tipico in ciascuna specie.
Il dimezzamento del numero di cromosomi nei gameti
Esseri viventi : numero pari di cromosomi = NUMERO DIPLOIDE 2n
(ciascuna delle due metà “n” ereditato da un genitore)
Nella specie umana il numero diploide 2n = 46
Per mantenere un numero
sempre uguale di
cromosomi in ciascuna
specie, il dimezzamento
del numero di cromosomi
(NUMERO APLOIDE n)
avviene durante la
formazione dei gameti
(cellule sessuali): gameti
maschili e femminili
ciascuno con metà
numero di cromosomi =
n.
Cellula fecondata = 2n.
MEIOSI : divisione cellulare con dimezzamento del
numero di cromosomi, da 2n a n, durante la formazione (Esempio: specie umana
23 + 23 = 46 cromosomi
dei gameti
nell’uovo fecondato)
Le principali fasi della MEIOSI
Fase di appaiamento e quindi di separazione delle
coppie di cromosomi omologhi con riduzione del
corredo genetico in ciascuna delle due cellule figlie:
da diploide 2n ad aploide n in ciascuna cellula
n
Risultato:
due
cellule n
2n
2n
2n
n
Ibridi tra specie diverse
L’ibrido ottenuto dall’incrocio di specie diverse è sterile
perché i suoi gameti contengono un numero non uguale di
cromosomi (imperfetta divisione alla meiosi in quanto i
cromosomi delle due specie non sono omologhi ed inoltre
il numero potrebbe essere dispari, quindi non divisibile per
due)
⇒ Esempio esplicativo: il mulo
Cavalla
Cavalla
Asino
MULO
L’ibridazione interspecifica (tra specie diverse) è molto rara nel
regno animale mentre è molto più frequente nel regno vegetale
Triploidia 3n = tre corredi cromosomici:
2n da un genitore e n dall’altro genitore
Durante la meiosi il 3° corredo di cromosomi di un organismo
triploide non si può appaiare ai restanti 2 corredi di
cromosomi (i cromosomi si appaiono a 2 a 2) e disturba la
divisione cellulare, quindi i gameti ricevono un numero
casuale di cromosomi e sono sterili
⇒
Esempio: il cocomero senza seme. Incrocio intraspecifico
(all’interno della stessa specie) tra una varietà 4n ed una varietà 2n
Genitore femminile 4n (tetraploide)
Produce alla meiosi ovuli diploidi 2n
fecondazione
fecondazione
Genitore maschile 2n (diploide)
Produce alla meiosi polline aploide n
Individuo 3n sterile. Gli ovuli hanno
numero variabile e sbilanciato di
cromosomi e quindi non possono
dare origine a semi
Come mai ci sono piante 4n, con quattro corredi
cromosomici anziché due?!?
• In natura, nelle cellule delle piante, possono avvenire
raddoppi del numero di cromosomi non seguiti dalla
divisione della cellula: di conseguenza anziché 2
cellule 2n si ottiene una sola cellula 4n (tetraploide)
I gameti che derivano da tali piante sono fertili
perché i cromosomi dei 4 corredi cromosomici
(numero pari) possono appaiarsi a due a due:
gameti 2n
• L’uomo ha osservato la natura e ha imparato a
manipolare la divisione cellulare creando cellule 4n
con l’ausilio della colchicina (vedi diapositiva
successiva) .
Colchicina
Colchicum autunnale da cui si estrae
l’alcaloide naturale colchicina
La colchicina inibisce la
formazione delle fibre
che “tirano” i
cromosomi nelle due
cellule figlie.
Conseguentemente i
cromosomi
raddoppiano in numero
ma non si dividono,
restano nella stessa
cellula raddoppiando
così il loro numero.
Il corredo cromosomico
superiore alla diploidia
prende il nome
generico di poliploidia
Poliploidia
numero cromosomico > 2n
Gameti fertili con numero cromosomico pari
• Varietà con frutti/fiori/parti della pianta più sviluppate
(esempio varietà di fiori tetraploidi)
• Maggiore produzione per le piante industriali (esempio
cotone tetraploide)
• Utilizzo per generare varietà triploidi (come nel
cocomero) per ottenere frutti senza semi
Poliploidi naturali (eventi non creati dall’uomo)
• frumento duro (per la produzione di pasta): tetraploide 4n
• frumento tenero (per la panificazione): esaploide 6n
farro piccolo o
farro monococco
ibrido
Raddoppio cromosomico
ibrido
Raddoppio cromosomico
Tappe evolutive del
moderno frumento
tenero (6n = 42
cromosomi):
formazione di ibridi tra
specie 2n=14 e quindi
di poliploidi con il
raddoppio
cromosomico in due
momenti distinti
dell’evoluzione della
specie. A,B,D indicano i
corredi cromosomici
delle 3 diverse specie
coinvolte negli incroci
naturali
Altri esempi di manipolazioni genetiche tradizionali
(non transgeniche) operate dall’uomo
Il Triticale (× Triticosecale) è un ibrido interspecifico artificiale (creato
dall’uomo) tra la segale e il grano tenero. Creato alla fine del XIX secolo, ora
coltivato su larga scala in ambienti montani e in climi rigidi che non favoriscono la
crescita del frumento. Associa la resistenza al freddo della segale e l'attitudine
alla panificazione del frumento
Cariossidi di frumento (a sinistra), di
segale (al centro) e di triticale (a destra)
Trasferimento di geni tra specie simili
Foglia di frumento infettata dal fungo
della ruggine, le macchie sono formate
dalle spore fungine. In passato le ruggini
causavano carestie e grandi danni.
Programmi di incroci e di selezione
genetica hanno prodotto varietà dotate
di resistenza genetica a questi funghi
Esempio di trasferimento nel frumento del gene della resistenza
alle ruggini dei cereali individuato in una graminacea Aegilops
umbellulata simile ai frumenti primitivi
Cromosoma di:
raggi X per rompere il
cromosoma e isolare il
gene R
frumento
frumento con
inserito il gene R
della resistenza
Trasferimento del segmento R (gene della resistenza) di Aegilops al frumento usando
radiazioni (raggi X) per rompere i cromosomi nel polline di Aegilops al fine di ottenere
pezzi di cromosoma con solo il gene R che così può essere integrato nel cromosoma
analogo del frumento
“Creazione” del mais (granoturco) dal Teosinte, pianta
primitiva, nell’America Centrale pre-colombiana
Evoluzione nel tempo: dai Maya ai nostri giorni
mais
primitivo
Teosinte
Selezione di nuove
varietà
mais
Teosinte
Ibrido
Teosinte
mais primitivo
Ibrido di mais
Teosinte
Prendendo spunto dal mais: esempio di ibrido F1 entro la
stessa specie incrociando linee “pure” (varietà isolate, mai
incrociate tra di loro) per ottenere piante più produttive o ornamentali
Polline da pianta della linea B
sulle sete della pannocchia
(spiga) della linea A per
ottenere i semi dell’ibrido C
A
B
C
I semi ibridi vanno
acquistati ogni anno (F1) se
si vuole mantenere l’alta
produttività. L’utilizzo delle
sementi ottenute da ibridi
porta alla perdita dei
vantaggi nelle generazioni
successive dovuta alla
apparizione dei caratteri
inferiori delle linee
parentali pure
Linee pure:
genitori di F1
Nel mezzo: spiga di ibrido
F1 tra le spighe parentali di
linee pure
Dalla biotecnologia tradizionale in agricoltura
(come fin qui illustrato):
racchiude le tecniche già radicate e note basate
sull’ibridazione, sulla creazione e sulla selezione artificiale di
piante tramite incroci inter- e intra-specifici
Alla biotecnologia moderna (ingegneria genetica):
uso delle più recenti tecniche basate sul DNA ricombinante,
sulla moderna tecnica delle cellule in coltura, sul trasferimento
di geni non possibile con la biotecnologia tradizionale
Definizione di “Organismo Geneticamente Modificato” (dal sito
ufficiale dell’Unione Europea): un organismo il cui materiale genetico è
stato modificato con modalità che non avvengono naturalmente per
fecondazione e/o per ricombinazione naturale. Gli OGM possono
essere vegetali, animali o microrganismi quali batteri, parassiti e funghi
La scoperta delle “forbici molecolari”
DNA di organismo A
Nel 1973 due biologi
americani scoprirono
speciali enzimi in grado
di tagliare il DNA in punti
specifici,
produrre frammenti
“adesivi”
DNA di organismo B
DNA ricombinante
con geni di entrambi
gli organismi
e consentire l’unione in
un’unica molecola di
DNA RICOMBINANTE
di provenienza diversa.
Un esempio di ingegneria
genetica Molti Batteri
il continuo…
trasferimento del gene umano
dell’insulina nei batteri
possiedono, accanto
all’unico cromosoma, un breve
tratto circolare di DNA detto
PLASMIDE che può essere
facilmente trasferito da un batterio
ad un altro.
Si usa lo stesso enzima di
restrizione per tagliare il DNA
plasmidico e il DNA estraneo
da inserire.
alla prossima puntata…
Il frammento di DNA estraneo
(in blu) si inserisce nel plasmide
batterico insieme ad un gene
marcatore (es. resistenza ad
antibiotico) per riconoscere le
cellule trasformate.
Grazie
Questo batterio, grazie al gene
estraneo
introdotto
nel
plasmide. ora è in grado di
sintetizzare proteine a lui
nuove, codificate dal DNA
estraneo.