Selezione assistita e qualità genetica in sementi ortive

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1 Selezione assistita e qualità genetica in sementi ortive

2 Esasem spa Azienda sementiera che da oltre 25 anni opera sul mercato nazionale ed internazionale Anno di fondazione Maggio 1988 Capitale sociale Sede Personale impiegato Casaleone (Verona) ITALY 30 persone Aderisce al gruppo Ortowick (Road to quality)

3 Attività svolte Miglioramento genetico e costituzione varietale Pomodoro da industria a da mensa Peperone Cucurbitacee Portainnesti Produzioni sementi Vendita sementi orticole

4 Programmi di ricerca Pomodoro da industria Tondo/squadrato (toll. a TSWV) Periforme da pelato (toll. a TSWV) Pomodoro da mercato fresco indeterminato Tipologia ovale/allungata e periforme (San Marzano) Tipologia cigliegino/datterino Peperone Tipologie per il mercato italiano ed estero, da serra e pieno campo Anguria Tipologia Crimson ovale/allungata Melone Tipi Cantalupo, Long Shelf life, Charentais. Portinnesti Pomodoro, peperone, melanzana, cucurbitacee 4

5 UNIVERSITA ENTI DI RICERCA LABORATORI PRIVATI La ricerca si avvale del supporto di consulenza e analisi di laboratori specializzati per l utilizzo delle nuove tecnologie di analisi molecolare

6 Nuovi scenari nell ambito della costituzione varietale delle specie orticole Aumento dei costi di produzione aziende agricole con richiesta di incremento delle rese unitarie, insorgenza di nuove malattie, evoluzione dei gusti del consumatore, sono fattori che determinano il rapido ricambio varietale Cio determina la necessità di accelerare i tempi di rilascio di nuove varietà (turn-over varietale)

7 Biotecnologie nella costituzione varietale nelle specie orticole La tecnologia MAS (marker assisted selection) risulta uno strumento indispensabile nell ambito della costituzione di nuovi genotipi Inserimento di geni di resistenze alle malattie (controllo monogenico) nei confronti di batteri, funghi, virus Selezione per caratteristiche merceologiche/qualitative Riduzione dei tempi sviluppo del nuovo materiale genetico per successiva valutazione agronomica e merceologica

8 Applicazione MAS in programma breeding in pomodoro Linea S x Linea R MAS F1 Unità selettiva Criteri selezione Valutazione MAS F2 F F6 Pianta singola Progenie Livello di resistenza Fertilità Dimensioni frutto Forma del frutto Consistenza Livello di resistenza MAS F7/F8 Valutazione agronomica Linee pure omozigoti Parametri qualitativi e nutrizionali (colore, Brix, Lycopene, acidità)

9 Un caso pratico Selezione per la costituzione di linee pure in pomodoro resistenti al virus del TYLV Nella costituzione di linee di pomodoro resistenti al virus del TYLV (tomato yellow leaf virus) si utilizzano i geni di resistenza Ty-1, Ty-2, Ty-3. Si tratta di una resistenza di tipo quantitativo la cui espressione è influenzata dall ambiente Attraverso la selezione assistita si può bypassare l interazione genotipo-ambiente E possibile selezionare efficacemente linee omozigoti per uno o più geni (gene pyramiding)

10 MAS in pomodoro Saggio TY-1 marker JB-1_TaqI

11 Selezione assistita per caratteri qualitativi del frutto in pomodoro X Linea nor/nor Elevata LSL del frutto Linea hp-1/hp-1 Elevata contenuto in lycopene e colore rosso Ibrido hp-1/nor Caratteristiche merceologiche e qualitative superiori

12 Concetto di qualità genetica nelle sementi ibride Per purezza genetica di un lotto ibrido si intente la percentuale di seme F1 derivante dall incrocio delle due linee parentali (linee pure) Ancora oggi, nella maggior parte delle specie orticole le operazioni di emasculazione e impollinazione avviene manualmente

13 Problematiche legate alla produzione di seme ibrido e al controllo della qualità genetica I cambiamenti economici-sociali nelle aree di produzione rendono difficile il reperimento di manodopera specializzata per le operazioni legate alla moltiplicazione del seme F1 Conseguenze: aumento dei rischi legati alla produzione Impatto sulla qualità: si sta assistendo un aumentano esponenziale dei lotti che presentano problemi di purezza (seme derivante da autofecondazione, off-type)

14 Controllo della qualità genetica nelle fasi del processo di produzione INVIO LINEE PARENTALI PRODUZIONE DI SEME F1 RICEVIMENTO SEME COMMERCIALE F1 CONTROLLO QUALITA IN USCITA Ispezione di campo CONTROLLO QUALITA IN ENTRATA La gestione di centinaia di lotti in uscita impone l adozione di un sistema di tracciabilità (bare-code), al fine di monitorare tutte le fasi di movimentazione: GENOTIPIZZAZIONE LINEE PARENTALI

15 ISPEZIONE DI CAMPO DELLE PRODUZIONI

16 GENOTIPIZZAZIONE DI LINEE PARENTALI ESGUITA CON 37 MARCATORI SSR SSR Chr. SSR SSR SSR SSR Tom Tom SSR SSR Le TMS TMS TMS39 5 Ruphus (ES ) ES 7011 Renzino (ES 21108) ES Natalya (HPG) ES Giano (ES 733) Esempio di genotipizzazione in pomodoro mediante marcatori SSR SSR SSR SSR SSR N/M 210 N/M TMS SSR SSR TMS59 8 Tom SSR LEta Le T TMS TMS7 (LEta014) SLM SLM SLM TMS LEaat002 nd LEat002 nd LEaat007 nd LEta015 nd LEctt001 nd LEtat002 nd

17 Controllo della qualità genetica del seme «in uscita» Si riferisce all eventuale controllo dell identità varietale e stabilità delle linee parentali inviate alla produzione, ovviamente in riferimento ai marcatori scelti Tale verifica può risultare fondamentale nel caso di caratteri importanti, difficilmente rilevabili tramite un normale controllo di campo (grow-out) Nel controllo della purezza varietale (genetica) dell ibrido F1 eseguita in laboratorio, è fondamentale avere linee fissate per i marcatori utilizzati In alcuni casi si rende necessario stabilizzare le linee

18 Verifica della qualità genetica del seme «in entrata» I lotti di seme provenienti dalla produzione commerciale vengono analizzati per il controllo della purezza genetica/varietale Il ricorso dell analisi di laboratorio risulta necessaria sia fondamentale ottenere un dato sulla purezza genetica in tempi brevi (15-30 gg) Contratti con il produttore Preparazione del lotto per la vendità

19 Esempio di profilo elettroforetico per la lettura dei dati di purezza ibrida

20 GRAZIE PER L ATTENZIONE