Sei in: Sezione di S.Angelo Lodigianoi  indietro

Linee di ricerca

Sviluppo di nuovi metodi di selezione e produzione di ibridi F1

Il lavoro iniziato negli anni '70 e ripreso con notevole impegno negli anni '80 dopo la scoperta degli agenti chimici ibridizzanti, ha fornito i seguenti risultati:

1) gli agenti chimici sterilizzanti si sono dimostrati in grado di indurre sterilità pollinica permettendo una semplificazione delle modalità di produzione degli ibridi;
2) fenomeni eterotici sono stati riscontrati per tutti i principali caratteri agronomici, mentre per gli aspetti qualitativi essi tendono, nella maggior parte dei casi ad avvicinarsi al genitore migliore;
3) sono stati evidenziati per tutti i caratteri agronomici e qualitativi considerati effetti significativi di GCA, mentre gli effetti di SCA sono risultati più rari;
4) incrociando varietà altamente produttive con varietà di buona qualità è possibile ottenere ibridi F1 che possiedono capacità produttive superiori a quelle delle migliori varietà tradizionali associate a buone caratteristiche qualitative;
5) negli ibridi analizzati e derivati da varietà o linee molto diversificate per origine geografica e per genealogia sono stati riscontrati effetti di attitudine combinatoria molto elevati ed inoltre è stato possibile identificare "breeding groups" che incrociati con opportuni testers dotati di elevata attitudine combinatoria massimizzano gli effetti eterotici;
6) gli ibridi superano le migliori delle varietà tradizionali anche quando vengono allevati in condizione di low input; risultano inoltre migliori sia ad alte che a basse densità di semina.
7) le maggiori informazioni disponibili relativamente all'attitudine combinatoria hanno permesso recentemente di produrre nuovi ibridi che mostrano effetti eterotici notevolmente superiori a quelli degli ibridi sviluppati precedentemente;
8) nel 2000, per la prima volta in Italia, un nostro ibrido verrà iscritto al registro varietale;
9) è stata messa a punto la metodologia per l'esecuzione di programmi di miglioramento genetico per la produzione degli ibridi basata sulla selezione ricorrente reciproca;
10) sono stati identificati i caratteri della biologia fiorale importanti ai fini della selezione delle linee impollinatrici e portaseme;
11) si è sviluppato il "know how" relativo alla gestione dei gametocidi necessari per la produzione degli ibridi;
12) si è visto che le diverse classi di marcatori molecolari indagati (RFLPs, RAPDs e AFLPs) sono in grado di stimare le distanze genetiche tra le varietà di frumento tenero analizzate. Tuttavia le correlazioni tra distanze genetiche e livello di eterosi, anche se statisticamente significative, sono risultate troppo deboli per consentirne l'uso nella previsione dei livelli di eterosi attesi.

È inoltre in corso un programma di miglioramento genetico mediante backcross e selezione assistita (utilizzando un marcatore molecolare di tipo RAPD) che mira all'introduzione di un gene di resistenza all'oidio (Pm 13) nelle migliori cultivar di frumento.

Torna su

Sviluppo di popolazioni sintetiche di frumento tenero

Con i metodi di selezione tradizionali che riducono il ruolo della ricombinazione ad un solo evento meiotico le linee selezionate tendono a mantenere dei blocchi di concatenazione che ne limitano la potenzialità. Questi possono invece essere eliminati per mezzo di procedure di selezione ricorrente che favoriscono la ricombinazione genetica. L'uso della selezione ricorrente nei cereali autogami era di difficile applicabilità, infatti il costo ed il tempo necessario alla realizzazione di un elevato numero di incroci da eseguire manualmente erano troppo elevati. Il problema è stato risolto grazie alle moderne tecniche di incrocio che prevedono l'uso di gametocidi chimici.
Lo scopo di questo lavoro è quello di produrre, attraverso l'uso della selezione ricorrente, popolazioni sintetiche migliorate di frumento tenero da utilizzare quale materiale di partenza (da rilasciare anche ai costitutori privati) per l'ottenimento di varietà con caratteristiche agronomiche e qualitative superiori. Attualmente le popolazioni sintetiche in corso di miglioramento sono cinque.
Dal 1994 vengono annualmente rilasciate ai costitutori privati che ne fanno richiesta anche popolazioni F2 ottenute da progenitori con elevata attitudine combinatoria. A tutt'oggi le popolazioni rilasciate a diversi costitutari sono state 298. Recentemente è stato anche concordato un programma, con una società sementiera, per il miglioramento di una loro varietà commerciale.

Torna su

Produzione di piante aploidi e piante transgeniche in Triticum spp.

Sono state migliorate le metodiche di coltura in vitro per la produzione di diaploidi, sia mediante coltura di antere, che di microspore isolate, sia attraverso ibridazione intergenerica con Pennisetum americanum. Si è saggiata una serie di varietà italiane e si è dimostrata l'ampia variabilità di rispondenza alla coltura in vitro.
Si sono effettuati studi genetici per approfondire le conoscenze sui geni coinvolti nella regolazione della rispondenza. Si è infine verificata la forte influenza dell'ambiente, legata in special modo alle condizioni di allevamento delle piante madri (temperatura e luminosità) ed ai terreni di coltura.
Per quanto riguarda il progetto di trasformazione, l'attività della Sezione in questi anni si è rivolta soprattutto all'ottimizzazione delle metodiche in vitro atte ad aumentare le rese di rigenerazione. Il materiale più adatto si è rivelato il callo embriogenico derivato da embrioni immaturi.
Gli esperimenti di trasformazione sono stati effettuati presso la Sezione di Bergamo e si è utilizzato soprattutto il sistema biolistico, inserendo 2 geni che inducono resistenza a patogeni fungini (il gene pgip e il gene hrgp, contro oidio e ruggini) oltre ad un terzo (gene bar) per resistenza ad erbicida selettivo. Le piante derivate da tali eventi sono attualmente in allevamento e contemporaneamente si portano avanti le analisi elettroforetiche per verificare l'avvenuta trasformazione.
Una parte degli esperimenti di trasformazione è stata effettuata per mettere a punto la tecnica di infezione mediante Agrobacterium tumefaciens, utilizzando ceppi specificatamente approntati per i cereali.

Torna su

Conservazione del patrimonio genetico

Già da anni la Sezione si occupa del riordino di una collezione di frumenti teneri (oltre 3300 accessioni) e di monococco (oltre 1500 accessioni), ai fini del mantenimento del patrimonio genetico.
Al riordino ed alla classificazione di queste accessioni si è aggiunto uno studio sulle vecchie varietà (popolazioni locali e prime costituzione dell'inizio novecento) allevate in condizioni di low input.
Uno studio recentissimo è stato inoltre impostato per verificare, anche nelle costituzioni del primo novecento, la variabilità a livello qualitativo.

Torna su