CORSO SIGA PRINCIPI DI MIGLIORAMENTO GENETICO E PROSPETTIVE DI APPLICAZIONE AL SETTORE VEGETALE, ANIMALE E MICROBICO maggio 2010

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1 CORSO SIGA PRINCIPI DI MIGLIORAMENTO GENETICO E PROSPETTIVE DI APPLICAZIONE AL SETTORE VEGETALE, ANIMALE E MICROBICO maggio 2010 Miglioramento genetico per le specie ornamentali Andrea Allavena CRA-FSO

2 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

3 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 : 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, Sanremo)

4 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;

5 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.

6 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

7 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 sugli ecosistemi.

8 Metodi di miglioramento utilizzati Incrocio intervarietale ed interspecifico Poliploidia Mutagenesi

9 Metodi di miglioramento biotecnologici Androgenesi e ginogenesi Induzione di variabilità somaclonale Selezione assistita da marcatori molecolari Ingegneria genetica

10 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

11 Derivata da incrocio, mutagenesi, popolazioni naturali, ecc.

12 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

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14 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.

15 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

16 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 )

17 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)

18 Modifica dell architettura della pianta e della capacità di fioritura in Osteospermum mediante espressione di geni batterici (35SrolC)

19 Campo di selezione delle progenie T1 x varietà e dettaglio di pianta selezionata

20 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)

21 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

22 Ibridi F1 La costituzione di ibridi F1 utilizzando parentali omozigoti (linee pure) contribuisce a migliorare l uniformità, la sanità e la qualità delle coltivazioni e delle produzioni.

23 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

24 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