La micropropagazione per la produzione massale, conservazione e risanamento del germoplasma frutticolo Maurizio Lambardi Emilia Caboni
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
1999/2006: + 700.000 piante/anno 2007/2010: + 1.060.000 piante/anno 20.761 1.6% 1.3% 12.5% 2006 300 330 3.587 2010 4.431 5000 1998 6.761 10000 32.8% 27.5% 15.4% 6.218 12.429 15000 18.947 20000 24.541 25000 65.6% 71.2% 72.1% 17.450 30000 28.779 x1000 0 Totale Fruttiferi Ornamentali Orticole
Micropropagazione in Italia 20.761 22 1.6% 1.3% 14 12.5% 18 300 330 3.587 2010 0 Totale Fruttiferi 24 2006 4.431 5000 20 1998 6.761 10000 32.8% 27.5% 23 15.4% 26 6.218 12.429 15000 18.947 20000 24.541 25000 65.6% 71.2% 72.1% 17.450 30000 28.779 Laboratori commerciali Ornamentali Corso di base di micropropagazione Cesena, 2226 Ottobre 2012 Orticole
Piante da frutto (portinnesti e cultivar) X 1000 2006 2.340 Portinnesti Cultivar 15.110 X 1000 2010 3.291 Portinnesti Cultivar 17.469
Offerta di portinnesti e cultivar di 4 importanti laboratori commerciali: Apice Piante, Microplant, Vitroplant, Vivai Piante Battistini (Lambardi e Ozudogru, 2010. FRUTTICOLTURA)
PORTINNESTI CULTIVAR QUANTITA (x 1000) % SUL TOTALE QUANTITA (x 1000) % SUL TOTALE 11.645 66.7 1.593 48.4 8.380 47.9 385 11.7 Cadaman 671 3.8 1.208 36.7 Isthara 281 1.7 938 28.5 2.313 13.3 Lampone 388 11.8 2.192 12.5 Mirtillo 318 9.7 M29C 1.569 8.9 More 119 3.6 Altri 623 3.6 Altri 113 3.4 1.559 8.9 OLIVO 324 9.8 Gisela 806 4.6 Varietà italiane 15 0.4 Altri 753 4.3 Varietà estero 309 9.4 MELO 1.005 5.7 PERO 305 9.3 488 2.8 FICO 107 3.3 Marianna 181 1.0 NOCCIOLO 13 0.4 Altri 307 1.8 Altre 11 0.3 PERO 262 1.5 3.291 100 ACTINIDIA 218 1.2 VITE 100 0.7 SPECIE PESCO GF677 Altri ALBICOCCO CILIEGIO SUSINO TOTALE 17.469 100 SPECIE ACTINIDIA Maschi Femmine PICCOLI FRUTTI TOTALE
Micropropagazione commerciale di portinnesti e varietà da frutto in Europa Germany Check Rep. France Italy Spain Turkey Greece
ROMANIA Research Institute for Fruit Growing Pitesti - Maracineni
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
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!!!
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
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
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)
Micropropagazione con sistema ad immersione temporanea RITA Fiasche gemelle Sistemi a contenitore singolo Sistemi a doppio contenitore Setis Plantform
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)
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)
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.
-196 C
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.
La micropropagazione per la produzione massale, conservazione e risanamento del germoplasma frutticolo Maurizio Lambardi Emilia Caboni Grazie!!!