GIORNATA SATELLITE SAPIEXPO FOOD SAFETY AND QUALITY: SICUREZZA E QUALITA DEL CIBO GENETICA E RISORSE ITTICHE MILANA V., ROSSI A.R., SOLA L. Sapienza Università di Roma Piano strategico 2007-2012 Ufficio di supporto al Nucleo di Valutazione Strategica Roma, 3 Luglio 2014
2 2 tonnellate tonnellate Genetica e Risorse Ittiche PESCA E ACQUACOLTURA IN ITALIA 1950 2012 (FAO FishStatJ, 2014) 264 x 10 Italia 3 Mar Mediterraneo 682 x 10 3 23 x 10 3 168 x 10 3 Principali specie pescate in Italia (>10.000 tonnellate): Engraulis encrasicolus (alice o acciuga) anno Principali specie allevate in Italia (> 5.000 tonnellate): Sparus aurata (orata) anno Sardina pilchardus (sardina) Merluccius merluccius (nasello) Dicentrarchus labrax (spigola o branzino)
tonnellate tonnellate Genetica e Risorse Ittiche ACQUACOLTURA IN ITALIA 1950 2012 (FAO FishStatJ, 2014) ORATA Italia Estensiva: valli e lagune Intensiva: vasche a terra gabbie a mare anno anno SPIGOLA Italia anno anno ALTRE SPECIE MARINE ALLEVATE : ombrine, cefali e saraghi Impianti di allevamento Avannotterie riproduttori autoctoni o alloctoni flusso di avannotti dalle avannotterie agli allevamenti grande rimescolamento di giovanili di diversa origine geografica
Genetica e Risorse Ittiche CONTRIBUTI DELLA CARATTERIZZAZIONE GENETICA PESCA Individuazione di popolazioni geneticamente divergenti e potenziale correlazione con gli stock di pesca Analisi di processi demografici storici e recenti Tracciabilità del pescato e frodi ACQUACOLTURA Origine dei riproduttori Attribuzione paternità Inquinamento genetico: introduzione volontaria o accidentale in ambienti naturali e semiconfinati rotture delle gabbie e fughe rilascio gameti in gabbia
Genetica e Risorse Ittiche STRUMENTI DELLA GENETICA: MARCATORI MOLECOLARI 1 Estrazione DNA 2 Amplificazione PCR 3 Sequenziamento DNA nucleare (microsatelliti, AFLP, SNP, etc) diploide, ereditarietà mendeliana ricombinazione genica vari tassi di sostituzione nucleotidica genetica di popolazione, flusso genico, fingerprinting NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov) FISH-BOL (www. fishbol.org) DNA mitocondriale (mtdna, cyt b, COI, CR) aploide, ereditarietà materna no ricombinazione genetica elevati tassi di sostituzione nucleotidica genetica di popolazione, eventi demografici storici COI DNA barcoding
Genetica e Risorse Ittiche Fragolino Pagellus erythrinus Nasello Merluccius merluccius Latterino Atherina boyeri Barracuda mediterraneo Sphyraena viridensis Cernia Epinephelus marginatus Orata Sparus aurata Cefalo mazzone Mugil cephalus
Genetica e Risorse Ittiche CASI DI STUDIO: PESCA Individuazione di popolazioni geneticamente divergenti e potenziale correlazione con gli stock di pesca Analisi di processi demografici storici e recenti Numerosi siti di campionamenti lungo le coste italiane Marcatori molecolari: mtdna e microsatelliti Latterino (Atherina boyeri) Specie lagunare Bassa dispersione mtdna e microsatelliti: suddivisione in popolazioni geneticamente divergenti Nasello (Merluccius merluccius) Specie demersali Alta dispersione mtdna: bassa diversità aplotipica colonizzazione recente del Mediterraneo No suddivisione Fragolino (Pagellus erythrinus) mtdna: alta diversità aplotipica (3 aplogruppi) isolamento, divergenza, contatto secondario confermata dai microsatelliti SNP: SUDDIVISIONE (Milano et al. 2013), ma popolazioni diverse da stock di pesca
Genetica e Risorse Ittiche CONTRIBUTI DELLA CARATTERIZZAZIONE GENETICA PESCA Individuazione di popolazioni geneticamente divergenti e potenziale correlazione con gli stock di pesca Analisi di processi demografici storici e recenti Tracciabilità del pescato e frodi INTERSPECIE INTRASPECIE specie di minor pregio vendute sotto il nome di specie pregiate (verdesca - pesce spada; pangasio cernia) Italia: 32% di contraffazione del prodotto ittico processato (Filonzi et al. 2010) Irlanda, merluzzo bianco, Gadus morhua: 28.4% di contraffazione del prodotto ittico processato, 70% di contraffazione del prodotto affumicato (Mariani et al. 2012)
Genetica e Risorse Ittiche CONTRIBUTI DELLA CARATTERIZZAZIONE GENETICA PESCA Individuazione di popolazioni geneticamente divergenti e potenziale correlazione con gli stock di pesca Analisi di processi demografici storici e recenti Tracciabilità del pescato: sicurezza e frodi ACQUACOLTURA Origine dei riproduttori Attribuzione paternità Inquinamento genetico: introduzione volontaria o accidentale in ambienti naturali e semiconfinati rotture delle gabbie e fughe rilascio gameti in gabbia Orata (Sparus aurata)
Genetica e Risorse Ittiche CASI DI STUDIO: ACQUACOLTURA AVANNOTTERIE E ALLEVAMENTI riproduttori autoctoni o alloctoni flusso di avannotti dalle avannotterie agli allevamenti grande rimescolamento di giovanili di diversa origine geografica Origine dei riproduttori Analisi di riproduttori di 2 impianti Orata (Sparus aurata) Numerosi campioni di orate naturali raccolti lungo le coste italiane e atlantiche baseline di riferimento Marcatori molecolari: microsatelliti, AFLP Riproduttori di diverse origini geografiche Alta percentuale di individui atlantici
Genetica e Risorse Ittiche CASI DI STUDIO: ACQUACOLTURA Inquinamento genetico Efficacia del tagging molecolare Riconoscimento in natura di individui allevati provenienti da fughe e rotture di gabbie. 2 lotti di riproduttori: 1 atlantico, 1 mediterraneo Simulazione di progenie di 25 esemplari per ogni coppia Mescolamento con 40 esemplari naturali Lesina Orata (Sparus aurata) Effetti delle semine Repliche temporali in tre lagune Marcatori molecolari: microsatelliti Sabaudia Orbetello Riconoscimento al 100% allevati/naturali atlantici/mediterranei Entrata naturale avannotti, no semina OMOGENEITA GENETICA TEMPORALE Semine regolari ETEROGENEITA GENETICA TEMPORALE
Genetica e Risorse Ittiche PROGETTI EUROPEI AQUAGENOME (genomics.aquaculture-europe.org) AQUAFIRST (www.aquafirst.vitamib.com) AQUABREEDING (www.ec.europa.eu/research/fp6/ssp/aquabreeding_en.htm) AQUATRACE (www.aquatrace.eu) BASSMAP (www.bassmap.org) BRIDGEMAP (www.bridgemap.tuc.gr) FISHBOOST (www.fishboost.eu/project.html) FISHTRACE (www.fishtrace.org) FISHPOPTRACE (fishpoptrace.jrc.ec.europa.eu) sequenziamento del genoma e comparazione con BAC maps di specie modello analisi del trascrittoma ed individuazione di geni chiave GENIMPACT (www.imr.no/genimpact/en) IMAQUANIM (www.imaquanim.dfvf.dk/info) LABELFISH (www.labelfish.eu) M.G.E. (www.euromarineconsortium.eu/fp6networks/marinegenomics) REPROSEL (http://www.reprosel.eu) TURPRO (www.fp6.eurocean.org/pdflist.pdf?t=1338372662736&id=144) WEALTH (www.wealth.imr.no)
Genetica e Risorse Ittiche CONCLUSIONI Lo strumento genetico e la gestione responsabile delle risorse ittiche Necessità normative (es. semine e rotture delle gabbie) Come ridurre rilascio dei gameti in mare? Genomica miglioramento della qualità del prodotto