LA BIODIVERSITA NELLE SPECIE DI INTERESSE ZOOTENICO. Nicolò Macciotta

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1 LA BIODIVERSITA : UNA RISORSA ESSENZIALE DELLA NATURA CONOSCENZA E VALORIZZAZIONE ATTRAVERSO LA SCUOLA LA BIODIVERSITA NELLE SPECIE DI INTERESSE ZOOTENICO Nicolò Macciotta Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

2 Specie di interesse zootenico Animali che vengono allevati per produrre reddito Attività economica Obiettivi: incremento produzioni, miglioramento qualità, efficienza produttiva, benessere degli animali Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

3 Le specie di interesse zootecnico sono inserite in un sistema produttivo

4 Il patrimonio zootecnico italiano Specie n. Capi Bovini e bufalini Suini Ovini Caprini All. Avicoli Equini Struzzi Conigli Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

5 Biodiversità & Produzione zootecnica: Un connubio difficile Le attuali razze altamente produttive sono il risultato di una forte attività di selezione che ha fortemente compresso la variabilità genetica entro razza Da una parte si sono accentuate le differenze fra razze, ma poche razze altamente produttive hanno soppiantato molte razze locali scarsamente produttive Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

6 Compressione della variabilità genetica Andersson and Georges, 2004 Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

7 Compressione della variabilità genetica Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

8 Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

9 Poche razze altamente produttive hanno sostituito numerosissime razze locali

10 Landrace Large white (yorkshire)

11 La selezione ha accentuato le differenze fra razze

12 La selezione ha accentuato le differenze fra razze

13 Sulla produzione non c è confronto. Razza Latte (kg) Grasso (%) Proteine (%) Frisona ,65 3,30 Bruna ,96 3,52 Pezzata Rossa 6,404 3,87 3,42 Grigio Alpina ,72 3,35 Reggiana ,54 3,44 Modicana ,45 3,50 Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

14 Biodiversità & Produzione zootecnica: Un connubio impossibile? Forse no Attenzione alla salvaguardia delle razze autoctone Modifica obiettivi della selezione Valorizzazione delle produzioni tipiche Nuovi strumenti per lo studio e la conservazione della biodiversità Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

15 IMPORTANZA DELLE RAZZE AUTOCTONE Salvaguardia della diversità genetica Produzioni tipiche Salvaguardia aree marginali Valorizzazione culturale Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

16 SALVAGUARDIA DELLA DIVERSITA GENETICA Convenzione di Rio de Janeiro 1992 Nel mondo circa 1/3 delle razze di mammiferi e di avicoli risultano a rischio di estinzione In EU si stima che le razze minacciate siano il 40%. SITUAZIONE RIPRODUTTRICI RIPRODUTTORI Rara Vulnerabile In pericolo Critica Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

17 1993 Inizia lo sviluppo di una strategia globale cui partecipano le singole nazioni 1994 Istituzione dei NFP (national focus point), RFP (regional focal point) e di 3 WG permanenti 1995 La FAO (Comitato dell Agricolturea e il Consiglio) supportano l ulteriore sviluppo di una strategia globale. Viene istituita la Commissione sulle Risorse genetiche per gli alimenti e l agricoltura 1997 La Commissione decide l istituzione di gruppi tecnici di lavoro e di un gruppo tecnico intergovernativo -ITWG-AnGR - per conservare le risorse genetiche per gli alimenti e l agricoltura

18 wwww.globaldiv.eu Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

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20 razze suine autoctone italiane La razza suina Sarda è stata riconosciuta ufficialmente con il D.M. n del (successivamente modificato dal D.M. n del ). Razza Sarda Tipo Mantello e pigmentazione Testa Tronco Arti Caratteri sessuali I caratteri morfologici della razza Taglia piccola con scheletro solido Cute pigmentata almeno parzialmente. Mantello di colore vario: nero, bianco, rosso, grigio, fulvo, unito o pezzato. Setole folte e talvolta ondulate o arricciate, che ricoprono abbondantemente il corpo. E presente una criniera dorsale con setole lunghe. E possibile la presenza di un ciuffo lombare. Di medio sviluppo, profilo fronto-nasale rettilineo; orecchie pendenti in avanti o lateralmente. E possibile la presenza di tettole. Poco sviluppato, linea dorso-lombare rettilinea o leggermente convessa, groppa inclinata; spalle leggere, torace poco sviluppato, cosce scarne. Coda lunga con setole che, talvolta, formano una caratteristica coda cavallina. Corti e robusti nel maschio: testicoli ben pronunciati; capezzoli in numero non inferiore a 8. nella femmina: mammelle in numero non inferiore a 8, con capezzoli

21 Razza sarda Caratteri morfologici che comportano l'esclusione dal registro anagrafico: - Assenza di setole; - Orecchie portate dritte; - Profilo fronto-nasale concavo; - Cute totalmente depigmentata; - Mantello striato od agouti; - Presenza di fascia bianca, anche parziale, sul torace.

22 Evoluzione obiettivi di selezione bovini da latte Anno Obiettivo <1990 Quantità di latte per lattazione Contenuti in proteina e grasso, morfologia, cellule somatiche Dopo il 2000 Produzione, morfologia, longevità, cellule somatiche, qualità fine, nutraceutica Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

23 Gli obiettivi di selezione vanno calati nel contesto ecoomico e sociale (Olesen et al., 2000) Scenario produttivo Aumento delle esigenze alimentari umane (crescita delle popolazioni e del tenore di vita) Strategia di miglioramento genetico Aumento della produzione e della produttività Superiore efficienza per unità di prodotto Aumento dell ingestione alimentare Miglioramento della qualità dei prodotti Aumento del costo dell energia e degli alimenti Maggior uso di terre marginali Aumento efficienza alimentare, adattamento a sistemi di allevamento con basso input energetico Miglioramento dell efficienza riproduttiva della resistenza alle malattie e di altri caratteri funzionali Diversificazione in sistemi adattati a condizioni locali specifiche Aumento della rusticità degli animali Diversificazione degli obiettivi selettivi Conservazione della variabilità genetica Possibilità di impiego di biotecnologie Controllo della consanguineità Mantenimento della variabilità genetica

24 Strategie di selezione su nuovi obiettivi: il benessere animale Presenza assenza di corna nei bovini

25 Razze acorni (polled) Conosciute già in epoca pre-romana Presenti principalmente nel Regno Unito e in Scandinavia 23% delle razze da carne in questi paesi è acorne Norwegian Red Polled Vestland Ostland Swedish Red Polled Galloway Polled Hereford Aberdeen Angus Poll Red Belted Galloway British White Estonian Red

26 Gene biallelico P= allele dominante, assenza di corna p= allele recessivo, presenza di corna PP Pp pp Gene mappato all inizio del BTA1 Sequenza regolatrice del gene sinaptoanina gene Proteina multifunzionale coinvolta nella tasmissione dei segnali in diversi processi metablici

27 VALORIZZAZIONE PRODUZIONI TIPICHE Valorizzazione economica razze autoctone Modello di sviluppo integrato con turismo e artigianato Allevamenti a basso impatto ambientale Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

28 Valorizzazione produzioni tipiche Razza Valdostana e Fontina D.O.P.

29 Vitellone Bianco dell Appennino Centrale I.G.P. Chianina Marchigiana Romagnola

30 Valorizzazione produzioni tipiche banco salumeria al mercato di Valencia nel 2009

31 Tracciabilità delle produzioni nelle razze autoctone Consorzio Valorizzazione Prodotti dell'antica Razza Reggiana Via Fratelli Rosselli, 41/2 - Reggio Emilia Tel: 0522/294655

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36 GLI STRUMENTI PER LO STUDIO DELLA BIODIVERSITA La biodiversità si può misurare? Caratteri morfologici Caratteristiche genetiche Strumenti tradizionali e avanzati Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

37 Courtesy of prof. G.M. Vacca Lo studio della capra sarda

38 Courtesy of prof. G.M. Vacca Grande eterogeneità morfologica

39 Gli strumenti tradizionali: le misure somatiche

40 Gruppo A Gruppo B Gruppo C Tutte Variable n = 229 n = 297 n = 254 n = 780 Altezza garrese 69.7 ± ± ± ± 3.0 Altezza dorso 69.9 ± ± ± ± 3.1 Alteezza lombi 70.6 ± ± ± ± 3.0 Altezza coda 55.9 ± ± ± ± 2.7 Altezza torace 34.2 ± ± ± ± 2.1 Lunghezza corpo 72.6 ± ± ± 3.8 Lunghezza corpo 77.0 ± ± ± ± 4.7 Lugnhezza torace 38.3 ± ± ± ± 2.7 Lunghezza groppa 24.3 ± ± ± ± 1.3 Largehzza petto 18.6 ± ± ± ± 1.4 Larghezza torace 13.0 ± ± ± ± 1.7 Larghezza groppa anteriore ± ± ± ± 1.0 Larghezza groppa media 17.3 ± ± ± ± 1.1 Larghezza groppa posteriore 11.8 ± ± ± ± 1.0 Circonferenza toracica 86.6 ± ± ± ± 6.3 Circonferenza stinco 8.9 ± ± ± ± 0.6 Lunghezza orecchie 14.8 ± ± ± ± 1.4 Larghezza orecchie 7.1 ± ± ± ± 0.7 Lunghezza testa 17.3 ± ± ± ± 1.2 Larghezza testa 13.5 ± ± ± ± 0.8

41 can2 Rappresentazione delle caratteristiche somatiche della capra Sarda A B C can1 Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

42 Nuovi strumenti per lo studio della biodiversità: i Microsatelliti flanking sequenze Microsatellite (14 repeats) flanking sequenze Al 1 ACCCATGCAGATCCACTGAAATGTACTAATGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGCCAGCATAAACGATCCATAA Microsatellite (10 repeats) Al 2 ACCCATGCAGATCCACTGAAATGTACTAATGTGTGTGTGTGTGTGTGTGCCAGCATAAACGATCCATAAGTAATGAT 67 bp 75 bp Marcatori Codominanti frequenti nei genomi degli eucarioti Dotati di elevato grado di polimorfismo Possono essere amplificati mediante PCR Sono necessarie piccole quntità di DNA (da pelo, sangue, seme, saliva) L analisi può essere automatizzata e i dati possono essere memorizzati ed elaborati al computer. Dipartimento di Scienze Zootecniche, Universita di Sassari

43 Uso di microsatelliti per lo studio delle distanze genetiche fra razze Maltese Girgentana A. Crescione, tesi di dottorato 90.8 Rossa Mediterranea Messinese Aspromonte Argentata dell Etna Dipartimento di Scienze Zootecniche, Universita di Sassari

44 Nuovi strumenti per lo studio della biodiversità: SNP Dipartimento di Scienze Zootecniche, Universita di Sassari

45 Analisi contemporanea di decine di migliaia di SNPs con i DNA chip Dipartimento di Scienze Zootecniche, Universita di Sassari

46 BTA6 Bruna Pezzata Rossa Frisona Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari

47 Stima puntuale degli effetti

48 La probabile rivoluzione nelle produzioni zootecniche: la selezione genomica Grasso %

49 NM$ Possibile valutazione genetica per cromosoma Net Merit by Chromosome for O Man Top bull for Net Merit NM$ X Chromosome

50 BTA14 Bruna Pezzata Rossa Frisona

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52 Zhao et al Animal genetics, 30: Dipartimento di Scienze Zootecniche Università degli Studi di Sassari