La micropropagazione per la produzione massale, conservazione e risanamento del germoplasma frutticolo. Maurizio Lambardi Emilia Caboni

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1 La micropropagazione per la produzione massale, conservazione e risanamento del germoplasma frutticolo Maurizio Lambardi Emilia Caboni

2 Conservazione della biodiversità Miglioramento genetico Coltura in crescita rallentata Trasformazione via Agrobacterium e biolistica Embriocoltura Coltura e fusione di protoplasti Androgenesi e ginogenesi Crioconservazione Coltura in vitro Applicazioni Produzione di metaboliti secondari Risanamento da virosi e fitoplasmi Termoterapia in vitro Coltura di apice meristematico Colture in semi-solido Colture in bioreattore Propagazione Micropropagazione Crioterapia Embriogenesi somatica Organogenesi Semi sintetici

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4 1999/2006: piante/anno 2007/2010: piante/anno % 1.3% 12.5% % 27.5% 15.4% % 71.2% 72.1% x Totale Fruttiferi Ornamentali Orticole

5 Micropropagazione in Italia % 1.3% % Totale Fruttiferi % 27.5% % % 71.2% 72.1% Laboratori commerciali Ornamentali Corso di base di micropropagazione Cesena, 2226 Ottobre 2012 Orticole

6 Piante da frutto (portinnesti e cultivar) X Portinnesti Cultivar X Portinnesti Cultivar

7 Offerta di portinnesti e cultivar di 4 importanti laboratori commerciali: Apice Piante, Microplant, Vitroplant, Vivai Piante Battistini (Lambardi e Ozudogru, FRUTTICOLTURA)

8 PORTINNESTI CULTIVAR QUANTITA (x 1000) % SUL TOTALE QUANTITA (x 1000) % SUL TOTALE Cadaman Isthara Lampone Mirtillo M29C More Altri Altri OLIVO Gisela Varietà italiane Altri Varietà estero MELO PERO FICO Marianna NOCCIOLO Altri Altre PERO ACTINIDIA VITE SPECIE PESCO GF677 Altri ALBICOCCO CILIEGIO SUSINO TOTALE SPECIE ACTINIDIA Maschi Femmine PICCOLI FRUTTI TOTALE

9 Micropropagazione commerciale di portinnesti e varietà da frutto in Europa Germany Check Rep. France Italy Spain Turkey Greece

10 ROMANIA Research Institute for Fruit Growing Pitesti - Maracineni

11 La micropropagazione ai tempi di Murashige e Skoog Introduzione in vitro Allungamento germogli Piante madri come fonte di espianti (Fase intermedia) Proliferazione (Fase 0) Radicazione ex vitro (Fase 3+4) Radicazione Acclimatazione Ricostituzione di piante madri patho gen-free Certificazione Commercializzazione Analisi di mercato Conservazione delle colture a bassa temperatura

12 Oggi, il principale problema della micropropagazione commerciale di portinnesti e varietà da frutto è fronteggiare la concorrenza che arriva (o arriverà presto) da Paesi a basso costo della manodopera, quali i Paesi dell Est europeo, India, Cina, Egitto, Iran,Tunisia ) Dove intervenire?? riduzione dei costi di produzione prodotto-pianta di elevatissima qualità incremento dell offerta di specie e cultivars Investire in Ricerca e Sviluppo!!!

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14 Innovazione: dove maggiormente necessita? necessità di ridurre i costi di produzione Automazione..poche novità, costi proibitivi - Pastorizzazione dei substrati di coltura - Agevolatori di subcoltura Contenimento delle perdite - Aumentare l efficienza di decontaminazione - Ridurre l impatto delle vitro-patologie - Diminuire le perdite in acclimatazione Migliorare l efficienza del ciclo di micropropagazione - Coltura liquida in immersione temporanea - Radicazione in vivo vs radicazione in vitro - Illuminazione a led

15 puntare ad un prodotto-pianta di elevatissima qualità Produzione di piante esenti da virus & Co. -Termoterapia in vitro + coltura di apice meristematico - Investigare le potenzialità della crioterapia Produzione di piante di sicura rispondenza genetica - Limitare e evidenziare le alterazioni genetiche ed epigenetiche incremento dell'offerta di specie e cultivar Limitare la recalcitranza alla propagazione in vitro -.lavorando su substrati, regolatori di crescita, tecniche di coltura Migliorare la conservabilità delle colture a bassa temperatura

16 Micropropagazione in coltura liquida con BIOREATTORI Problematiche riscontrate nella micropropagazione di fruttiferi: - danni da asfissia - danni dovuti al continuo sfregamento dei germogli tra di loro - iperidricità (vitrescenza) (from George, 1993)

17 Micropropagazione con sistema ad immersione temporanea RITA Fiasche gemelle Sistemi a contenitore singolo Sistemi a doppio contenitore Setis Plantform

18 8 settimane Vantaggi Aumento potenziale produttivo (>> proliferazione) Miglioramento qualità delle colture Mirto in Plantform (CNR-IVALSA) Kiwi in Setis Lampone in fiasche gemelle (CREA-FRU) Ribes in Plantform (CNR-IVALSA) (CNR-IVALSA)

19 Miglioramento performance specie recalcitranti Vantaggi Proliferazione e radicazione concomitanti Nocciolo in RITA (CREA-FRU) Carex in Plantform (CNR-IVALSA) Fico in Plantform (CNR-IVALSA) (CNR-IVALSA)

20 Tecniche di conservazione Slow growth storage (=conservazione di germogli a bassa temperatura) Tecnica per la conservazione a medio termine (in genere 6-12 mesi) di colture di germogli. Usata nei laboratori commerciali di micropropagazione. Crioconservazione (=conservazione in azoto liquido, -196 C) Tecnica moderna di conservazione a lungo termine in criobanca del germoplasma vegetale, complementare agli approcci tradizionali di conservazione in banche del seme e in collezioni clonali in campo. La combinazione di queste tecniche, riduce al minimo i rischi di erosione genetica.

21 -196 C

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23 CRIOTERAPIA per il risanamento da virus, viroidi e fitoplasmi P V N Nu M PF DM PF Cellule del DM e della parte basale dei PF CEP CIP Apice vegetativo prima della crioterapia (infetto) Cellule piccole, di forma isodiametrica, con un elevato rapporto volumetrico nucleo-citoplasma. I vacuoli sono piccoli e dispersi nel protoplasto. Opportuni trattamenti inducono vitrificazione di queste cellule durante ultra-raffreddamento in azoto liquido. CM Crioterapia CS CM M N Nu V Apice vegetativo dopo crioterapia (esente da patogeni) P Cellule sottostanti il DM e della parte apicale dei PF Cellule più grandi, con vacuoli grandi e un basso rapporto volumetrico nucleocitoplasma. La vitrificazione di queste cellule è problematica.

24 La micropropagazione per la produzione massale, conservazione e risanamento del germoplasma frutticolo Maurizio Lambardi Emilia Caboni Grazie!!!