miglioramento genetico piante

MIGLIORAMENTO GENETICO E AVVERSITA'

PRODUZIONI VEGETALI

Il miglioramento genetico può creare meraviglie, ma anche mostri. Sta a noi scegliere quale

Prodotto da: Brotto Mattia, Franco Christian, Lini Riccardo, Zucchetto Marco

INDICE

Info generali

Miglioramenti Genetici

Avversità

Colture prese in esame: Frumento, Orzo, Avena e Mais

Info generali

• FRUMENTO: è una delle colture più coltivate e consumate al mondo, fondamentale per l’alimentazione umana e animale, è alla base della dieta di oltre metà della popolazione mondiale ed è considerato una coltura strategica.

• ORZO: rappresenta il quarto cereale più coltivato al mondo. Riveste una importanza notevole in diverse filiere da quella zootecnica a quella brassicola passando per l’ alimentazione umana.

• AVENA: è un cereale che conta circa 26 milioni di tonnellate prodotte, ma gli esperti presumono che la sua crescita si esponenziale visto l'ampio utilizzo nel settore alimentare e le variazioni delle diete per celiaci.

• MAIS: è il cereale più coltivato al mondo ed è molto importante oltre che dal punto di vista alimentare anche da quello industriale, per produrre i nuovi carburanti eco-sostenibili.

AVVERSITA'

1.1

FRUMENTO

Avversità

Zucchetto Marco

PROBLEMI legati ai PATOGENI

Le principali avversità che colpiscono le coltivazioni di frumento sono legate all'attacco di alcuni insetti, batteri e funghi. Tra le malattie che affliggono questo tipo di cereale ne possiamo identificare di comuni ad altre specie, ma anche di molto specifiche per questa.

Comuni

Specifiche

• Oidio
• Ruggine
• Fusariosi
• Carbone

• Macchia fogliare da Septoria
• Marciume del colletto
• Maculatura batterica delle foglie
• Mosca dell'Assia

1.2

ORZO

Avversità

Franco Christian

RESISTENZA ai PARASSITI

Il quadro delle principali avversità tracciato per il frumento può essere di riferimento anche per la coltura dell’orzo.La diffusione di malattie legate alla presenza di Rhynchosporium specie di funghi della famiglia degli Ascomiceti.Gravi possono essere gli attacchi di oidio che provoca nell’orzo più danni rispetto agli altri cereali. L'Elmintosporiosi colpisce soprattutto le colture in ambiente freddo e umido. Meno gravi invece sono gli attacchi di ruggini.

Rhyn chosporium

Oidio

Elmintosporiosi

Ruggini

1.3

AVENA

Avversità

Lini Riccardo

PARASSITI e FUNGHI

I parassiti maggiormente presenti nei cereali sono generalmente gli afidi come la ruggine, l'oidio e il carbone, ma ne troviamo di più specifici che tendono ad attaccare principalmente l'avena; tra questi distinguiamo il tarlo dell'avena e il sotobio dell'avena. Questi parassiti vivono tendenzialmente in ambienti umidi e provocano principalmente cali di produzione e danni alla qualità della coltura.Tra i funghi che maggiormente colpiscono l'avena troviamo i carboni nudi e la coronata, i quali compaiono prettamente nel periodo di giugno prima della maturazione portando alla fine anticipata del ciclo vegetativo e di conseguenza la perdita di produzione.

CARBONE NUDO

AFIDE DEI CEREALI O SOTOBIO DELL'AVENA

1.4

MAIS

Avversità

Brotto Mattia

Avversità Biotiche

Malattie fungine: • Fusariosi della spiga e del culmo: provoca marciumi che riducono la qualità della granella e possono produrre micotossine come fumonisine. • Carbone del mais: causa rigonfiamenti neri sui tessuti della pianta.

Parassiti animali: • Piralide del mais:le larve scavano gallerie nei culmi e nelle spighe, indebolendo le piante. • Diabrotica: le larve attaccano le radici, compromettendo la stabilità della pianta.

Malattie virali: • Mosaic virus del mais :provoca nanismo e macchie clorotiche sulle foglie.

Malattie batteriche: • Stewartia: causa lesioni clorotiche e appassimento.

Avversità aBiotiche

Stress idrico e termico:• La scarsità d’acqua o eccessive temperature durante le fasi di fioritura e impollinazione riducono la formazione della spiga e la resa.

Nutrizione sbilanciata:• La carenza di azoto, fosforo, potassio o microelementi come zinco e boro può causare anomalie nella crescita e riduzione della produzione.

Danni da vento e grandine:• Il vento forte può piegare o spezzare le piante, mentre la grandine provoca lesioni sulle foglie, aumentando il rischio di infezioni fungine.

Fitotossicità da pesticidi:• L’uso scorretto di diserbanti può causare danni alle foglie e alla crescita.

MIglioramento genetico

Il miglioramento genetico nei cereali è un processo scientifico volto a ottimizzare le caratteristiche genetiche delle piante, con l'obiettivo di aumentare la produttività, migliorare la qualità e renderle più resistenti alle avversità. Questo processo è essenziale per soddisfare la crescente domanda di cibo, alimentazione animale e materie prime industriali, in un contesto di cambiamenti climatici e limitazione delle risorse naturali.Questi progressi sono attuati in con diverse tecniche:

• Selezione natuale: semplice incrocio tra le specie
• Ibridazione: incrocio tra varietà distinte per ottenere caratteri desiderati
• Mutagenesi: esposizione delle piante a sollecitazioni mutagene, per indurre naturalmente il cambiamento
• Biotecnologie avanzate

2.1

FRUMENTO

Miglioramento genetico

Zucchetto Marco

Miglioramento genetico

Il miglioramento genetico del frumento è focalizzato su molti aspetti, variegati nei diversi ambiti ma comuni nell'obiettivo di migliorare i geni della pianta per renderla migliore ma sopratutto più affidabile dal punto di vista nutrizionale e facilitare la sua raccolta in campo. Ecco infatti i campi di interesse del migioramento genetico in questa coltura:

• Aumentare la resa
• Ridurre la richiesta di acqua/fertilizzanti
• Aumentare la resistenza ai patogeni
• Migioramenti a livello nutrizionale

Il carattere più ricercato e voluto è senza dubbio quello che riesce a rendere le piante più basse, con meno allettamento, con aumento della facilità alla raccolta ed alla resistenza ad alcune malattie fitosanitarie.

1970

2003

2000

1950

AMBITI che INTERESSANO....

Gli ambiti che si stanno studiando maggiormante in questo momento per portare la coltura ad un livello superiore sono attualmente.

Resa produttiva: attuato e certificato da molti anni, il miglioramento della resa provoca un aumento della produzione del 44%

Qualità della granella: si cerca di modificare il contenuto di prolammine, influenzando così la qualità della pasta che si ricava a fine trasformazione

Precocità del ciclo colturale: i ricercatori stanno cercando di ridurre il tempo della terza fase fenologica, per adattare meglio il frumento ad un clima siccitoso. Così facendo si accorcia il tempo di riempimento dei semi

2.2

ORZO

Miglioramento genetico

Franco Christian

MIGLIORAMENTO GENETICO dell'ORZO

L’ obiettivo è migliorare le qualità e l’efficienza dell’orzo agendo sui geni impegnati nell’ espressione della ifotosintesi. La scelta di puntare sull’orzo è dovuta a due ordini di fattori:

OBIETTIVO

versatilità

possibilità di essere utilizzato come test

TECNOLOGIE del MIGLIORAMENTO GENETICO

Si tratta di tecniche di miglioramento genetico in grado di permettere l’ ottenimento di piante maggiormente performanti. In particolare ci riferiamo al genome editing e la cisgenesi. Due tecniche che permettono la modifica del genoma, non prevedono l’inserimento di geni di specie diverse ma della stessa.

genome editing

cisgenesi

permette di correggere la sequenza di un gene scelto, modificare una base specifica nell’ organismo

è interessato il trasferimento di un gene derivante da un’altra varietà della stessa specie

2.3

AVENA

Miglioramento genetico

Lini Riccardo

MIGLIORAMENTO GENETICO

Un team internazionale di ricercatori ha portato a termine un progetto ambizioso e complesso, che potrebbe costituire un punto di svolta per i celiaci e gli intolleranti al glutine, ma anche per la sostenibilità della coltivazione dei cereali: ha sequenziato per la prima volta l’intero genoma dell’avena. Questo fenomeno ha consetito la scoperta del numero di proteine che nell'avena formano il glucosio, essendo in basso numero e diradate, permettono l'utilizzo libero di questo cereale portando ad innumerevoli benefici, inoltre si e visto che ha ottimi valori proteici che sommati con la minor necessità di fertilizzanti porta l'avena ad essere investita per la produzione di alimenti gluten-free e sostenibili, si stima quindi una crescita esponenziale della sua produzione.

2.4

MAIS

Miglioramento genetico

Brotto Mattia

CARATTERI da MIGLIORARE

Il miglioramento genetico del mais è una disciplina che mira a sviluppare varietà di mais con caratteristiche ottimizzate, come maggiore resa, resistenza a malattie e parassiti, tolleranza a stress abiotici e qualità nutrizionali migliori. Questo processo può essere effettuato attraverso tecniche tradizionali o avanzate di genetica e biotecnologia.

I metodi princiali per il miglioramento genetico sono tre:

Tecniche avanzate di fenotipizzazione

Biotecnologia e genetica avanzata

Miglioramento genetico tradizionale

•Selezione massale •Selezione ricorrente •Ibridazione

•Marcatori molecolari •Editing genetico •Transgenesi •Selezione genomica

L’uso di droni, sensori e intelligenza artificiale per raccogliere dati dettagliati sulle caratteristiche delle piante permette una selezione più mirata.

CARATTERI da MIGLIORARE

1. Aumento delle rese: • Creazione di ibridi ad alta produttività e adattati a specifici ambienti.

2. Tolleranza a stress abiotici: • Selezione di varietà resistenti a siccità, alte temperature o terreni salini.

3. Resistenza a malattie e parassiti: • Sviluppo di varietà resistenti a patogeni come Fusarium e parassiti come la Piralide.

4. Qualità nutrizionale: • Mais arricchito in proteine, carotenoidi (per la vitamina A), o riduzione degli antinutrienti.

5. Sostenibilità: • Riduzione della necessità di input chimici come pesticidi ed erbicidi.

"Non giochiamo a essere Dio, cerchiamo solo di superare i limiti che ci ha imposto"

SITOGRAFIA

• www.stradenuove.net
• Libro di testo
• AgroNotizie.com
• Fitogest.com

Di fianco sono riportate le fonti delle informazioni usate per questa presentazione

GRAZIE PER L'ATTENZIONE

Brotto Mattia, Franco Christian, Lini Riccardo e Zucchetto Marco

Nel 1950 si cominciano a studiare painte che possiedono un gene in particolare: il gene Rht8. Questo permetteva alle piante di avere un altezza di circa 80-90 cm

Negli anni 70 i ricercatori hanno scoperto altri due geni simili a quello trovato in precedenza, ma che riuscivano a fare diminuire l'altezza delle piante fino a 70 cm I geni in questione erano: Rht1 e Rht2

Nel 2003 degli studi hanno scoperto che cè una relazione tra l'altezza della pianta e la sua resa, infatti non si può continuare a diminuire l'altezza e sperare di avere sempre la stessa resa. Viene quindi data la definizione di TAGLIA SICURA per ogni varietà