Miglioramento genetico e innovazione varietale in patata e fagiolo nano (borlotto e piatto) presso il CRA-CIN

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1 Miglioramento genetico e innovazione varietale in patata e fagiolo nano (borlotto e piatto) presso il CRA-CIN CIN Bruno Parisi, Andrea Carboni, Giuseppe Mandolino CRA-Centro di Ricerca per le Colture Industriali, Bologna (CRA-CIN) CONVEGNO «Le innovazioni varietali del settore ortofrutta realizzate dal CRA» MACFRUT, Cesena, 27 Settembre 2013

2 PATATA Obiettivi del breeding (consumo fresco) Tuberi elevata lavabilità, concentrazione calibri commerciali, durata della dormienza (minor uso di antigermoglianti), resistenza addolcimento da freddo e da invecchiamento fisiologico, fitonutrienti (carotenoidi, antociani), valore organolettico-sensoriale, resistenza a imbrunimento enzimatico post-cottura, fisiopatie non parassitarie (maculatura ferruginea) Pianta rusticità, resistenza a stress abiotici (siccità, temperature estive) e biotici (nematodi cisticoli, peronospora, alternariosi)

3 PATATA Obiettivi del breeding (industria) Tuberi peso specifico >1,085, assenza di imbrunimento non enzimatico alla frittura, bassi zuccheri riducenti, resistenza addolcimento da freddo, resistenza a fisiopatie non parassitarie (macchie nere) Pianta rusticità, resistenza a stress abiotici (siccità, temperature estive) e biotici (nematodi cisticoli, peronospora, alternariosi), NUE

4 BREEDING VARIETALE PATATA AL CRA-CIN (Target: colore giallo intenso della pasta)

5 MELROSE (Pustertaler Saat.) Varietà adatta al frigostoccaggio prolungato (tuberi a lunga dormienza). Elevata resistenza all imbrunimento enzimatico. In diverse prove di frigostoccaggio ha evidenziato ottima tenuta all addolcimento da freddo ed all invecchiamento fisiologico, mostrando bassi livelli di accumulo di zuccheri riducenti. L intensa colorazione gialla della pasta è determinata da un maggior accumulo di carotenoidi totali (tra i più alti nelle varietà attualmente coltivate). Tuberi con occhi superficiali, buona lavabilità e sostanza secca medio-elevata (21-22%). Doppia destinazione d uso: mercato fresco (fritture domestiche, forno) e industria (chips e prefritti surgelati).

6 MELROSE (Pustertaler Saat.) Variety Skin color Flesh color Maturity Cooking type PCN resistance Raw destination Melrose* deep pink deep yellow early maincrop CB (home fries, baking, crisps, FF) Ro1 (by H1 gene) fresh market and processing *CPVO application and IT-National list granted 2012

7 MELROSE (Pustertaler Saat.) P D Melrose

8 Selezione assistita da marcatori per il colore della pasta (gene Chy2) bp 400 A C M P E I5 I105 D L Tratto di DNA di 302 bp amplificato con PCR Taglio con l enzima AluI Frammento di 163 bp diagnostico dell allele 3: + pasta gialla (a più alto contenuto di carotenoidi) - pasta bianca (nullo o scarso contenuto carotenoidi) : Chy2 allele 3 (determinante pasta gialla) 100 A Andean Sunrise; P Papa Pura; I 105 ISCI 105/07-8 M Mayan Gold; E E60/1; I 5 Melrose; L Laura D Daifla; C S. chacoense GLKS Esempio di marker-assisted selection. Il frammento di 163 bp compare, dopo amplificazione con PCR e taglio con AluI, solo nei genotipi a pasta gialla o arancio, e mai nei genotipi a pasta bianca.

9 Analisi genetica dell accumulo di carotenoidi nei tuberi di patata 1 Attraverso analisi della variazione allelica ai diversi geni-chiave del pathway biosintetico dei carotenoidi. Combinazioni di incrocio 2x e successivo ottenimento di progenie F2 2 Attraverso analisi genetica della cv. Melrose, (4x) nella quale è presente massima variazione per diversi geni-chiave del pathway biosintetico dei carotenoidi S. chacoense GLKS Melrose Mayan Gold Andean Sunrise ISCI 105/07-8 Yema de Huevo Papa Pura F2 da autofecondazione Melrose

10 PATATA: le recenti innovazioni Tuberi con elevato accumulo in antociani

11 PATATA: le recenti innovazioni Tuberi con elevato accumulo in antociani Glicosidi prevalenti in patate a pasta rossa: pelargonidina, peonidina Glicosidi prevalenti in patate a pasta viola: petunidina, malvidina

12 FAGIOLO Obiettivi del breeding specifici (fagiolo da sgrano) mercato fresco (tipologia borlotto): baccelli lunghi con screziatura rosso intenso brillante, granella di grosse dimensioni industria (surgelazione): elevata % di sgrano, concentrazione di maturazione ed idoneità alla raccolta meccanizzata, granella screziata di rosso su fondo bianco (tipologia borlotto), assenza di fessurazione del seme nella zona dell ilo (tipologia cannellino)

13 FAGIOLO Obiettivi del breeding specifici (fagiolino) mercato fresco: baccelli di colore verde intenso brillante, calibro >9-10 mm, uniformità calibro, assenza di filo industria (surgelazione): rese elevate, concentrazione di maturazione ed idoneità alla raccolta meccanizzata, resistenza alla sovramaturazione, uniformità di calibro, elevate % nei calibri 6,5-8 mm, assenza di filo

14 FAGIOLO Obiettivi del breeding (tematiche trasversali) resistenza a batteriosi (XAP, PSS, PSP) resistenza a virosi (BCMV, BYMV) resistenza ad antracnosi e ruggine resistenza a nematodi galligeni resistenza alle temperature elevate durante la fioritura (cascola fiorale, aborto baccelli neoformati) resistenza alla defogliazione fisiologica pre-raccolta resistenza all allettamento

15 BREEDING VARIETALE FAGIOLO NANO AL CRA-CIN (Target: tipologia Cranberry da mercato fresco)

16 FAGIOLO BORLOTTO Variety Pod lenght (cm) Maturity vs Etna Red flecks intensity BCMV resistance Raw destination Achille* /+7 by I gene fresh market Buran* /-2 by I gene fresh market and processing Eracle* /+3 by I gene fresh market Ettore* /+4 by I gene fresh market Grecale* /+4 by I gene fresh market *CPVO applications and IT-National list granted 2012

17 ACHILLE (L Ortolano srl) +6/+7 vs. Etna, da cui differisce per una maggiore lunghezza e screziatura rossa dei baccelli. Pianta produttiva, vigorosa, a portamento eretto, resistente alla defogliazione di fine ciclo. Baccello a profilo dritto con elevata intensità delle screziature, lungo cm, con 7-8 semi. La notevole lunghezza del baccello (una delle più elevate tra le varietà oggi presenti sul mercato) e le sue attraenti screziature rendono Achille particolarmente adatto al mercato fresco. Adatto alla coltivazione sia in coltura protetta che in piena area.

18 BURAN (L Ortolano srl; Sais spa) -1/-2 vs Etna, da cui differisce per una maggiore lunghezza e screziatura rossa dei baccelli. Maturazione contemporanea con pianta produttiva, vigorosa, a portamento eretto, resistente alla defogliazione di fine ciclo. Baccello a profilo dritto con elevata intensità delle screziature, lungo cm, con 5-6 semi. Idonea alla commercializzazione per il mercato fresco ed adatta alla coltivazione sia in coltura protetta che in piena area. E stata giudicata di interesse anche per le zone vocate alla produzione di fagiolo borlotto da trasformazione industriale.

19 ERACLE (Sais spa) +2/+3 vs Etna, da cui differisce per una maggiore lunghezza e screziatura rossa dei baccelli. Pianta produttiva, vigorosa, a portamento eretto, resistente alla defogliazione di fine ciclo. Baccello a profilo dritto con elevata intensità delle screziature, lungo cm, con 6-7 semi. Molto buona la concentrazione di maturazione dei baccelli. L elevata lunghezza del baccello e le sue attraenti screziature rendono Eracle particolarmente adatto al mercato fresco. Adatto alla coltivazione sia in serra che in piena area.

20 ETTORE (L Ortolano srl) +3/+4 vs Etna, da cui differisce per una maggiore lunghezza e screziatura rossa dei baccelli. Pianta produttiva, vigorosa, a portamento eretto, resistente alla defogliazione di fine ciclo. Baccello a profilo dritto con elevata intensità delle screziature, lungo cm, con 6-7 semi. Molto buona la concentrazione di maturazione dei baccelli. L elevata lunghezza del baccello e le sue attraenti screziature rendono Ettore particolarmente adatto al mercato fresco. Adatto alla coltivazione sia in serra che in piena area.

21 GRECALE (Blumen-Four srl; Sais spa) +3/+4 vs Etna, da cui differisce per una maggiore lunghezza e screziatura rossa dei baccelli. Pianta produttiva, vigorosa, a portamento eretto, resistente alla defogliazione di fine ciclo. Baccello a profilo dritto con elevata intensità delle screziature, lungo cm, con 7-8 semi. Molto buona la concentrazione di maturazione dei baccelli. L elevata lunghezza del baccello e le sue attraenti screziature rendono Grecale particolarmente adatto al mercato fresco. Adatto alla coltivazione sia in serra che in piena area.

22 BREEDING VARIETALE FAGIOLO NANO AL CRA-CIN (Target: tipologia Romano da mercato fresco)

23 FAGIOLO MANGIATUTTO PIATTO Variety Minosse* Pod color bright & deep green Pod lenght (cm) Pod width (cm) Maturity vs Nassau BCMV resistance /-2 by I gene Prometeo* mid green /-4 by I gene Telemaco* yellow /-3 by I gene Raw destination fresh market fresh market fresh market *CPVO applications and IT-National list granted 2012

24 MINOSSE (L Ortolano srl) -1/-2 giorni vs Nassau, da cui si distingue per una maggior lunghezza (18-20 cm), larghezza (2 cm), spessore e una tonalità più brillante del colore verde dei baccelli. Pianta produttiva, vigorosa, a portamento eretto, maturazione contemporanea, resistente alla defogliazione di fine ciclo. È stata giudicata positivamente per le zone vocate alla produzione di questa leguminosa, evidenziando una buona adattabilità sia alla coltivazione in coltura protetta che in piena area.

25 PROMETEO (L Ortolano srl) -3/-4 giorni vs Nassau, da cui si distingue per una maggior lunghezza, larghezza e spessore del baccello. Pianta produttiva, vigorosa, a portamento eretto, resistente alla defogliazione di fine ciclo. Baccelli tra i più lunghi (20-22 cm) e larghi (fino a 2 cm) nell ambito del panorama varietale attualmente disponibile in commercio. È stata giudicata positivamente per le zone vocate alla produzione di questa leguminosa, evidenziando una buona adattabilità sia alla coltivazione in coltura protetta che in piena area.

26 PROMETEO (L Ortolano srl) -6/-7 giorni vs Doge, da cui si distingue per una maggior lunghezza, larghezza e spessore del baccello. Pianta produttiva, vigorosa, a portamento eretto con baccelli lunghi fino a cm e larghi fino a 2 cm. È stata giudicata positivamente per le zone vocate alla produzione di questa leguminosa, evidenziando una buona adattabilità sia alla coltivazione in coltura protetta che in piena area.

27 Quale futuro per il breeding delle ortive? Obiettivi trasversali rusticità, WUE e NUE, resistenza a patogeni e parassiti, miglioramento del contenuto in fitonutrienti (high pigments, polifenoli, vitamine, minerali) Necessità degli stakeholders il mercato indica che l innovazione varietale è il punto di forza per fidelizzare il consumatore Criticità attuali nell epoca del sequenziamento dei genomi (a.e. patata, pomodoro), della MAS, della genotipizzazione ad alta processività, delle tecnologie in silico, paradossalmente, mentre le maggiori conoscenze sui geni possono indirizzare meglio il lavoro di miglioramento genetico e renderlo più spedito, in Italia nelle Università e negli EPR sempre meno ricercatori sono impegnati a selezionare nuovi genotipi perché più sollecitati da interessi scientifici sui temi di frontiera, ignorando quasi totalmente la ricerca applicata della costituzione varietale

28 Many Thanks!!!