Innovazioni di prodotto relative al comparto piante grasse ottenute attraverso l applicazione di tecniche in vitro

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1 INCONTRO INFORMATIVO PROGRAMMA REGIONALE DI SVILUPPO RURALE Misura 111 azione B) informazione Innovazioni di prodotto relative al comparto piante grasse ottenute attraverso l applicazione di tecniche in vitro 20 Settembre 2013

2 Le piante succulenti in Liguria Produzione ligure relativa alle piante grasse di poco più di 20 milioni, pari al 16% della nostra intera produzione di piante da vaso Comparto ancora dinamico, in cui si è riscontrato un incremento almeno nelle superfici coltivate che sono persino aumentate da 18 ettari nel 1984 a 23,5 nel 1990, 32,3 nel 2000 ed infine 44,2 nel 2005

3 Come sostenere il comparto delle piante grasse MICROPROPAGAZIONE: sistema di propagazione rapido, utile per poter introdurre velocemente novità in una catena di produzione massale, sia mediante una diretta produzione ex vitro, sia attraverso la costituzione di piante madri ex vitro da cui sviluppare successivamente la produzione massale in vivo.

4 L IRF e le piante grasse STUDIO PIANTE GRASSE Biologia fiorale Impollinazione Produzione seme Germinazione Difese antiparassitarie Valorizzazione prodotto finito Tecniche colturali Micropropagazione Etc. Laboratorio LaRAF Laboratorio Coltura e Tessuti L applicazione della micropropagazione al settore piante grasse è incrementata in questi ulti mi anni

5 L IRF e progetto piante grasse Attività iniziata nel 2011 Progetto Regionale (Marzo 2011-Gennaio 2013): «Strategie innovative di supporto al settore delle piante grasse e succulente in Liguria» Studi indirizzati a saggiare la reattività alla coltura in vitro di alcuni genotipi selezionati di piante succulente Da bibliografia, gli studi sono ancora esigui, inoltre si tratta di un comparto estremamente diversificato, per queste necessarie prove sperimentali Studi preliminari su 14 specie Introdotte in vitro con successo 11 specie (inizio 2012) contratti con aziende locali Prime consegne di piante provenienti da vitro nel 2013 Ulteriori selezioni e consegne di 11 piante madri nel 2013, i cui protocolli sono in fase di valutazione

6 Cos è la micropropagazione COLTURA IN VITRO Insieme di tecniche e metodologie che consentono di coltivare parti di un vegetale, come organi, tessuti, cellule, o singoli protoplasti, su mezzi nutritivi di composizione nota, in condizioni di sterilità ed in ambiente controllato Miglioramento genetico Risanamento tramite coltura di meristemi DIVERSE APPLICAZIONI Produzione di metaboliti secondari Studi fisiologici MICROPROPAGAZIONE Moltiplicazione intensiva di tipo vegetativo

7 Micropropagazione per gemme ascellari La moltiplicazione per stimolazione di gemme ascellari è utilizzata in molti casi, è un sistema che dà elevate garanzie di ottenere un prodotto conforme all originale.

8 Micropropagazione per gemme avventizie Tessuto somatico Embriogenesi Piantine radicate Pianta madre Organogenesi Callogenesi Coltura in sospensione Embriogenesi La moltiplicazione per stimolazione di gemme avventizie è utilizzata nei casi in cui anche nelle condizioni di vivo viene applicata o viene indotta per via diretta (senza formazione callosa) ed indiretta (con formazione callosa) nel tessuto vegetale coltivato. Si possono presentare problemi relativi alla conformità alla pianta madre.

9 Vantaggi della micropropagazione di avviare un ciclo di propagazione a partire anche da una sola pianta o parte di pianta ottenere tassi di moltiplicazione assai elevati, perché si è svincolati dalle stagioni e dal normale ciclo vitale della pianta (moltiplicazione può essere condotta tutto l anno), inoltre, l impiego dei fitoregolatori nel mezzo colturale potenzia il processo di moltiplicazione semine in vitro che portano allo sviluppo della pianta da seme in tempi raccorciati rispetto alla riproduzione sessuale ed avere un accorciamento del ciclo, rispetto alla riproduzione per seme, di circa un anno di moltiplicare piante esenti da patogeni e, mediante la coltura di apici meristematici, di produrre piante esenti da infezioni virali Specie rare, individui unici, nuovi ibridi, individui frutto di mutazioni Specie a rischio estinzione, specie inserite nelle liste CITES Specie che presentano capacità riproduttiva limitata e tassi di crescita molto lenti Specie con problemi fitopatologici

10 Svantaggi della micropropagazione costi maggiori rispetto alle classiche tecniche di moltiplicazione, determinato dal costo elevato iniziale per la realizzazione del laboratorio e per la manodopera specializzata recalcitranza alla coltura in vitro per alcune specie possibilità di ottenere varianti somaclonali per gli elevati tassi di moltiplicazione, problematiche legate a achimere Necessità di valutare per ogni specie un protocollo adeguato

11 Come viene condotta la micropropagazione Pianta intera Espianto Micropropagazione Radicazione Acclimatazione Pianta intera Porzione di pianta Ottenimento di una o più gemme o plantule Ottenimento di piante radicate In vivo Coltura in vitro Piante ex vitro In vivo

12 Fasi della micropropagazione: 0 PREPARAZIONE DELLE PIANTE MADRI: consiste nella costituzione e nel mantenimento di pianti madri dalle quali operare i prelievi. Le piante sono allevate a normali condizioni di coltura, facendo attenzione a non irrorare la chioma od effettuare trattamenti con fitofarmaci nei giorni immediatamente antecedenti all inoculo in vitro. In media consegnate 2-4 piante madri Sia piante che semi

13 Fasi della micropropagazione: I INOCULO IN VITRO E STABILIZZAZIONE DELLA COLTURA ASETTICA: consiste nel prelievo, disinfezione dell espianto e stabilizzazione della coltura asettica. L espianto, in base anche al tipo di tecnica di micropropagazione che si vuole applicare (per germogli ascellari o avventizi) sarà una gemma, un organo o una parte di tessuto specifico. PROVE DI VALUTAZIONE Tipologia di espianto (gemme, foglie, semi) Modalità di sterilizzazione Composizione del mezzo colturale d inoculo PROBLEMATICHE Perdite per inquinamento o necrosi Recalcitranza alla coltura in vitro

14 Fasi della micropropagazione: II MOLTIPLICAZIONE ripetuta moltiplicazione in vitro dei germogli, attraverso periodiche subcolture che prevedono la suddivisione dei germogli e il loro trasferimento su un substrato colturale fresco. PROVE DI VALUTAZIONE Modalità di lavorazione piante Tipologia di substrato colturale Tempistiche di trasferimento: ogni 6-8 settimane PROBLEMATICHE Materiale recalcitrante alla moltiplicazione Perdite per inquinamento, necrosi (sviluppo non ottimale delle piante es.tessuto vitreo)

15 Fasi della micropropagazione: III RADICAZIONE: consiste nella formazioni delle radici e quindi nell ottenimento di una piantina morfologicamente completa. Questa fase può essere indotta in vitro, tramite l utilizzo di un appropriato substrato di coltura (utilizzo di auxine, carbone attivo, etc.) ma anche direttamente in vivo. PROVE DI VALUTAZIONE Modalità di lavorazione piante Tipologia di substrato PROBLEMATICHE Nessuna, il materiale radica anche senza substrato specifico o direttamente in vivo

16 Fasi della micropropagazione: IV ACCLIMATAZIONE prevede l adattamento progressivo delle plantule alle condizioni di crescita in vivo (in serra o in campo), limitando al massimo lo stress che la pianta deve subire passando dalle particolari condizioni di coltura in vitro (temperatura e illuminazione controllata, elevata umidità relativa) a quelle di vivo PROVE DI VALUTAZIONE Tipologia di substrato Tempistiche per l ambientamento PROBLEMATICHE Creazione di ambiente umido che favorisce patogeni

17 Riassunto attività realizzate Nel 2012 valutata propagazione in vitro di 14 specie: 8 Crassulacae (4 Crassule e 4 Echeverie) 2 Liliaceae (Gasteria e Gasteraloe) 2 Cactaceae (Copiapoa, Opuntia) 1 Agavaceae (Agave) 1 Bromeliaceea (Dyckia) Individuati protocolli ottimali per 11 specie 2 specie perse 1 persa forma crestata Consegnate alle aziende piante di 8 specie 4126 piante consegnate da Aprile 2013 Presenti in vitro attualmente 7000 piante Ulteriori 4000 piante da consegnare prossimamente

18 Riassunto attività realizzate Aprile 2013 consegnate ulteriori 11 specie 6 Crassulaceae (6 Crassule) 1 Hyacinthaceae (Ledebouria) 1 Xanthorrhoeaceae (Haworthia) 1 Agavaceae (Agave) 1 Welwitschiaceae (Welwitschia) 1 Dioscoreaceae (Dioscorea) Introdotte in vitro con successo 8 specie 2 specie ancora da valutare 1 specie persa Iniziata la fase di moltiplicazione per 7 specie Prevista prima consegna nella prossima primavera 2014

19 Protocollo Crassula deceptor Valutazione inoculo (4mesi): Inizio gennaio % di materiale ottimale Ottimale sia inoculo foglia che gemma 14 inoculi ottimali Valutazione moltiplicazione (8 mesi): Primi 2 trasferimenti non moltiplica Riscontrati problemi di vitrescenza tasso medio attuale 1:3 360 piante ad inizio piante adesso Valutazione acclimatazione (3-4 settimane): in alveoli cocco-torba (80:20) Problemi di perdite per sciaridi (35%) Valutazione radicazione: Direttamente in fase di moltiplicazione o in vivo Protocollo ottimale 3 piante madri Consegnate 370 piante

20 Protocollo Agave pumila Valutazione inoculo (2 mesi): - La pianta è stata trattata nei mesi precedenti con ormoni per indurre formazioni di nuove gemme, ma non sono state ottenute - Inizio Luglio Inoculo 3 foglie e gemma apicale - Ottimale solo gemma apicale Protocollo in fase di valutazione 1 pianta madre Valutazione moltiplicazione (?): Iniziata dopo 12 mesi Problemi di recalcitranza alla coltura in vitro 1 pianta ad inizio piante adesso Valutazione radicazione: Direttamente in fase di moltiplicazione Valutazione acclimatazione: Non ancora realizzata

21 Protocollo Echeveria secunda Compto carousel Valutazione inoculo: - A Febbraio 2012 tagliata per indurre formazione gemme nuove (13) - Inizio inoculo Marzo Inoculo foglie e gemme apicali, entrambe moltiplicano - Solo 50% di materiale ottimale (molte necrosi) - N piante inoculate ottimali:35 (7 gemme) Valutazione moltiplicazione: Iniziata dopo 6 settimane Problemi di variabilità somoclonale 120 piante ad inizio 2013: presenti 120 piante (solo16% variegatura ottimale =20 piante) 120 piante con variegatura ottimale adesso Individuato substrato e modalità di lavorazione ottimale per avere circa 90% conforme a pianta madre e tasso2 Valutazione radicazione: Direttamente in fase di moltiplicazione Valutazione acclimatazione: Realizzata con piante non variegate Protocollo ottimale 1pianta madre Consegnate 38 piante non variegate

22 Protocollo Crassula oba Valutazione inoculo (2mesi): Inizio Marzo 2012 Inoculo foglie e gemme apicali 60-80% di materiale ottimale 24inoculi ottimali Protocollo ottimale 2 piante madri Consegnate 1300 piante Valutazione moltiplicazione (6 mesi): Moltiplica dal primo trasferimento Riscontrati problemi di vitrescenza tasso medio attuale 1: piante ad inizio piante adesso Valutazione radicazione: Direttamente in fase di moltiplicazione Valutazione acclimatazione (3-4 settimane): in alveoli cocco-torba (80:20) o in placche con terriccio Problemi talvolta di perdite per sciaridi 70% di riuscita

23 Protocollo Gasteraloe sp Valutazione inoculo (2mesi): Inizio Aprile 2012 Inoculo gemme apicali e foglie, entrambe ottimali 33% di materiale ottimale 3 inoculi ottimali Protocollo ottimale 6 piante madri Consegnate 387 piante Valutazione moltiplicazione (6 mesi): Inizia a moltiplicare dopo 3 mesi Riscontrati problemi di vitrescenza tasso medio 1:2 200 piante ad inizio piante adesso Valutazione radicazione: Direttamente in fase di moltiplicazione Valutazione acclimatazione (3-4 settimane): in alveoli cocco-torba (80:20) o in placche con terriccio

24 Specie problematiche Recalcitrante alla moltiplicazione Persa forma crestata Specie perse per inquinamento

25 GRAZIE PER L ATTENZIONE!!!!