VALORIZZAZIONE DELLA BIODIVERSITA CINARICOLA

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1 La biodiversità: una risorsa essenziale della natura Catania, 21 marzo 2011 VALORIZZAZIONE DELLA BIODIVERSITA CINARICOLA GIOVANNI MAUROMICALE Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari (DISPA) Università degli Studi di Catania, via Valdisavoia, , Catania. g.mauromicale@unict.it

2 CYNARA CARDUNCULUS L. Cynara cardunculus L. var. sylvestris (Lamk.) Fiori CARCIOFO o CARDO SELVATICO Processo di domesticazione Cynara cardunculus L. var. scolymus (L.) Fiori CARCIOFO Cynara cardunculus L. var. altilis (DC.) CARDO

3 PERCHÉ PARLIAMO DI BIODIVERSITÀ IN CARCIOFO L Italia è il 1 Paese produttore al mondo La Sicilia, insieme alla Puglia, è leader nazionale Il carciofo ha un elevato impatto economico, in Sicilia la PLV è ~ milioni di euro Il carciofo è una pianta mediterranea In Sicilia è presente una buona biodiversità A Catania opera un gruppo di ricerca molto qualificato

4 IL GERMOPLASMA ATTUALE Circa varietà censite Circa 20 sono diffuse in coltura È presente un elevato numero di ecotipi locali coltivati negli orti familiari

5 BIODIVERSITÀ IN SICILIA In SICILIA è presente una buona biodiversità che include ecotipi di carciofo selvatico e cultivar di carciofo coltivato sia in campo ed ecotipi presenti negli orti familiari

6 PANORAMA VARIETALE DI CARCIOFO (IN SICILIA) Fino al 1995 Attuale (~ 10) VIOLETTO DI SICILIA VIOLETTO DI SICILIA TONDO DI PAESTUM SPINOSO DI PALERMO TEROM VIOLETTO DI PROVENZA APOLLO SPINOSO DI PALERMO TEMA 2000 ROMANESCO C 3 SPINOSO SARDO OPAL DOMESTICA DI CASTELVETRANNO

7 È STATO IMPORTANTE AMPLIARE LA BIODIVERSITÀ? SI! perché: 1) Ha permesso di ampliare o meglio regolare il calendario di produzione Abbassando gli eccessi di prodotto nei periodi con più elevata produzione Aumentando la produzione nei periodi di offerta insufficiente

8 N N capolini/pianta capolini/pianta Violetto Violetto di di Sicilia Sicilia Violetto Violetto di di provenza provenza Tema Tema Spinoso Spinoso di di Palermo Palermo Spinoso Spinoso sardo sardo /12 31/12 31/1 31/1 29/2 29/2 31/3 31/3 30/4 30/4 31/5 31/5 Produzione cumulata mensile nei tipi "autunnali". Valori medi delle prove condotte a Siracusa e Gela (Caltanissetta)

9 N N capolini piantā piantā Romanesco Romanesco clone clone C3 C3 Blanc Blanc Hyèrois Hyèrois Terom Terom 0 31/1 31/1 15/2 15/2 29/2 29/2 15/3 15/3 31/3 31/3 15/4 15/4 30/4 30/4 15/5 15/5 Produzione cumulata mensile nei tipi primaverili". Valori medi delle prove condotte a Siracusa e Gela (Caltanissetta)

10 2) Ha consentito di dare continuità temporale alla qualità del prodotto Capolini di 1 e 2 taglio 3) Ha consentito di diversificare le caratteristiche di qualità del prodotto Pezzatura, forma, colore, compattezza, gusto 4) Ha migliorato i redditi degli agricoltori Vendono il loro prodotto a prezzi più elevati

11 LA BIODIVERSITÀ VALORIZZA VALORIZZANO ALCUNI CONTESTI AMBIENTALI SICILIANI Romanesco Clone C 3 Blanc Hyèrois Tema 2000 Violetto di Provenza La biodiversità ha dunque migliorato le chance di alcuni territori

12 BIODIVERSITA E RICERCA LO STUDIO DELLA BIODIVERSITÀ IN SICILIA HA CONSENTITO: 1) Di studiare l adattabilità e le caratteristiche di molti genotipi italiani e stranieri 2) Di ampliare il panorama varietale 3) Di appurare che le due popolazioni siciliane (Violetto di Sicilia e Spinoso di Palermo) hanno una composizione multiclonale e un elevato variabilità intrinseca 4) Di selezionare cloni interessanti sia di Violetto di Sicilia che di Spinoso di Palermo

13 CLONI DI SPINOSO DI PALERMO

14 CLONE Capolini/pianta (n) Produzione/pianta (g) Peso medio capolino principale Peso medio capolini secondari (g) (g) CLONE 1 15,6 2249,8 214,0 144,1 CLONE 3 11,0 1672,9 196,1 142,6 CLONE 4 10,2 1552,8 212,3 144,2 CLONE 6 13,4 2207,8 222,2 148,8 CLONE 7 12,2 1838,3 205,6 140,1

15 CLONI DI VIOLETTO DI SICILIA

16 GENOTIPO INULINA (g kg -1 s.s.) Cloni di Violetto di Sicilia CLONE B3 258 ab CLONE C1 309 a CLONE C2 237 ab CLONE C3 264 ab CLONE S1 150 b Media cloni 254 VIOLETTO DI SICILIA 265 ab

17 Questo lavoro ha avuto, anche il merito di ottenere materiale selezionato e sicuro delle due varietà autoctone siciliane, evitando future (ma già evidenti) fenomeni di EROSIONE GENETICA

18 BIODIVERSITÀ INTRAPOPOLAZIONE Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) Caccamo Bonfornello C.da Margherito Violetto di Sicilia Spinoso di Palermo Licata Niscemi Caltagirone Rosolini

19 A B C Violetto di Sicilia Spinoso di Palermo Carciofo selvatico

20 5) Di avviare la costituzione delle prime varietà italiane propagate per seme di carciofo che di ibridi cardo x carciofo selvatico

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22 6) Di formulare la ragionevole teoria che la Sicilia possa essere un centro di domesticazione del carciofo

23 SITI DI REPERIMENTO DEL GERMOPLASMA ECOTIPO PROVINCIA ALTITUDINE (m s.l.m.) ANNO DI COLLEZIONE BELLOCOZZO Ragusa CALTAGIRONE Catania CHIARAMONTE INERME Ragusa CHIARAMONTE SPINOSO Ragusa CIMICIUSA DI MAZZARINO 1 Caltanissetta CIMICIUSA DI MAZZARINO 2 Caltanissetta CIMICIUSA DI MAZZARINO 3 Caltanissetta DOMESTICA DI CASTELVETRANO Trapani DONNAFUGATA Ragusa FEMMINELLO DI MARSALA Trapani GIARRATANA Ragusa MODICA MAUTO Ragusa MONTEROSSO ALMO Ragusa S. GIACOMO 1 Ragusa S. GIACOMO 2 Ragusa S. GIACOMO 3 Ragusa S. GIACOMO 4 Ragusa SANTA DOMENICA VITTORIA Messina VIZZINI Catania BELPASSO Catania NARO 1 Agrigento NARO 2 Agrigento NARO 3 Agrigento QUARTARELLA Ragusa SPINOSO DI SCIARA Palermo

24 Spinoso di Sciara Spinoso di Palermo 1 Spinoso di Palermo 2 Spinoso di Palermo 5 Spinoso di Palermo 6 Spinoso di Palermo 3 Spinoso di Palermo 4 Giarratana Vizzini Chiaramonte spinoso Modica Mauto Donnafugata San Giacomo 3 San Giacomo 4 Quartarella1 Violetto di Sicilia 1 Violetto di Sicilia 2 Violetto di Sicilia 6 Violetto di Sicilia 7 Violetto di Sicilia 4 Violetto di Sicilia 5 Violetto di Sicilia 8 Bellocozzo Violetto di Sicilia 3 Belpasso Caltagirone San Giacomo 1 Quartarella 2 San Giacomo 2 Domestica di Castelvetrano Naro 3 Naro 2 Naro 1 Chiaramonte inerme Santa Domenica Vittoria Femminello di Marsala Monterosso Almo Cimiciusa di Mazzarino 1 Cimiciusa di Mazzarino 2 Cimiciusa di Mazzarino 3 Wild cardoon Wild cardoon Wild cardoon Wild cardoon Wild cardoon Wild cardoon Wild cardoon Marsala Kamaryna Naro Roccella Palazzolo Bronte P. Tavola Jaccard s Similarity Index Figure 1 - Dendrogram showing genetic similarity among accessions

25 Carciofo selvatico CIMICIUSA VIOLETTO

26 7) Di quantificare e identificare i profili polifenolici di carciofo, cardo e cardo selvatico mau mau 160 Violetto di Sicilia Sylvestris Creta 9 9 min mau mau 300 Tondo di Paestum Sylvestris Kamaryna 9 min min min mau Altilis 9 mau Cimiciusa di Mazzarino min min 1) Acido 1-O-caffeoilchinico 2) Acido 5-O-caffeoilchinico 3) Luteolina 7-O-rutinoside 4) Luteolina 7-O- glucoside 5) Luteolina 7-O-glucuronide 6) Apigenina 7-O-rutinoside 7) Acido 1,5-di-O-caffeoilchinico 8) Apigenina 7-O-glucoside 9) Apigenina 7-O-glucuronide 10) Apigenina maloninglucoside 11) Luteolina 12) Apigenina 13) Esperetina

27 POLIFENOLI IN CARCIOFO Il carciofo è una pianta ricca di composti bioattivi ANTOCIANI SCOLINOSIDE (Luteolina) FLAVONOIDI CINAROSIDE (Apigenina) LINAROTSIOSIDE Derivati dell ACIDO CINNAMICO: è la frazione più cospicua del carciofo Ac. 1-caffeilchinico Ac. 3-caffeilchinico o clorogenico Ac. 4-caffeilchinico Ac. 5-caffeilchinico + ESTERI quali Ac. 1,5 dicaffeilchinico o cinarina

28 Blanc Hyérois Camard Camerys Concerto Empolese Harmony F1 Locale di Mola Madrigal F1 Nobre Opal Romanesco clone C3 Spinoso di Palermo Tema 2000 Tempo Tondo di Paestum V. di Provenza V. di Sicilia clone 4/ a 152 c d hi c c fg ef e i hi fg gh fh j k 409 Contenuto in polifenoli totali (TPC) del capolino intero in rapporto al genotipo b TPC (mg ACE 100g -1 s.f.)

29 BIODIVERSITÀ ED ETEROZIGOSI Carducci pronti pronti per per il il trapianto durante l autunno o l inverno Ceppaia di di Violetto di di Sicilia Sicilia in in fase fase di di quiescenza con con diversi diversi ovoli ovoli ben ben differenziati

30 Recentemente è stato possibile costituire: CULTIVAR A PROPAGAZIONE PER SEME idonee per il CONSUMO FRESCO CONCERTO VIOLIN OPAL NUM 4051

31 CULTIVAR A PROPAGAZIONE per SEME idonee all INDUSTRIA DI TRASFORMAZIONE MADRIGAL HARMONY HARMONY TALPIOT

32 BIODIVERSITA ED INNOVAZIONE TECNOLOGICA (riduzione dei costi di produzione)

33 Risultati sperimentali in Sicilia nel 2007 Varietà Precocità 1 a raccolta (d dal trapianto) Capolini (n/ha) Resa (t/ha) Resa prodotto trasformato (%) MADRIGAL HARMONY

34 COSTITUZIONE DI NUOVE VARIETÀ SICILIANE A PROPAGAZIONE PER SEME NOBRE

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38 BIODIVERSITÀ E NUOVE POSSIBILI UTILIZZAZIONI 1) Estrazione di sostanze biofunzionali (acidi caffelchinici, luteoline e apigenine) 2) Estrazione di inulina e fruttosio (radici, scarti di lavorazione industriale) 3) Produzione di cagli vegetali

39 4) Produzione di BIOMASSA per la produzione di energia 1 ha di cardo produce in un anno fino a 11 tep (tonnellate equivalenti petrolio)

40 5) Produzione di FORAGGIO 6) Produzione di SEME per l estrazione di olio e proteine

41 7) SCOPO ORNAMENTALE utilizzando sia della pianta intera che di capolini freschi e secchi

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43 CONCLUSIONI LA BIODIVERSITÀ CINARICOLA È: Garanzia di salvaguardia della specie (possibilità di costituire nuovi genotipi Opportunità di ricerca e studio Sostegno allo sviluppo sociale (aumenta il reddito degli agricoltori)

44 Diversificazione qualitativa delle produzioni Avere le possibilità di creare nuove destinazioni produttive della pianta Valorizzazione della vocazionalità del territorio Presidio fondamentale per mantenere il primato italiano sia per quanto riguarda le produzioni che il mondo della ricerca