Dossier

Il miglioramento genetico nelle piante coltivate

Nascita delle tecniche di miglioramento genetico delle piante agrarie

L’uomo moderno ha potuto disporre di conoscenze in materia di genetica solo a partire dalla seconda metà dell’800. Grazie ad esse, ha iniziato e via via approfondito la conoscenza dei sistemi genetici che governano la variabilità genetica. Con questi nuovi strumenti, è stato in grado di accelerare processi già conosciuti per trarre benefici immediati. Baccelli di pisello

In effetti, il suo lavoro di genetista nel campo vegetale ha preso avvio a partire da quelle che sono le principali linee evolutive delle piante: la variazione mendeliana, l’ ibridazione interspecifica e la poliploidia.

Le mutazioni geniche sono alla base delle variazioni mendeliane. Il cavolo selvatico è il soggetto da cui, per mutazione, sono derivati i cavoletti di Bruxelles così come il cavolfiore o il cavolo verza. Limitate differenze geniche contraddistinguono i diversi esemplari: piccole alterazioni che hanno regalato all’umanità ottimi alimenti e, scientificamente, interessanti esempi di mostruosità botaniche.

L’ ibridazione interspecifica riguarda l’incrocio tra specie tassonomicamente distinte, da cui, tra gli altri prodotti della segregazione, deriva un esemplare che ne mantiene le caratteristiche migliori e perciò viene coltivato. Un esempio sono le fragole da orto, derivanti dall’incrocio, ottenuto all’inizio del XIX secolo, tra due distinte specie americane: una originaria del Nord America orientale, molto produttiva, e l’altra della costa del Pacifico, con frutti di notevoli dimensioni.

La poliploidia è un tipo di variazione che ha origine dalla duplicazione di una serie intera di cromosomi. L’irregolarità consiste nel fatto che possono generarsi piante ad esempio monoploidi o triploidi a partire da genitori diploidi, cioè normali. Le forme polipoidi spesso presentano un elevato grado di sterilità e perciò devono essere propagate per via vegetativa. Rispetto alle forme diploidi, presentano però frutti o altre parti della pianta più grandi e perciò sono utili all’uomo. Circa un quarto delle varietà americane di melo sono triploidi, così come le banane senza semi. Le patate coltivate hanno 48 cromosomi, sono cioè tetraploidi, al contrario delle specie selvatiche che ne hanno 24.

I programmi di selezione adottati sono simili per le specie autogame o allogame ma, a causa delle diversa struttura delle popolazioni che compongono queste categorie, si ottengono risultati molto diversi. Nelle specie autogame è molto utilizzata la selezione individuale o per linea pura (la nuova varietà ha inizio dalla progenie di una singola linea, con un solo carattere ben evidente, come la grandezza del seme) mentre nelle allogame il metodo più utilizzato è quello della selezione massale (la nuova varietà ha inizio dalla progenie di più linee selezionate, che presentano diversi caratteri interessanti) , basata su due procedimenti simili, la selezione su progenie e la selezione per linea.

Una importanza a parte nella storia delle tecniche di miglioramento genetico meritano le varietà ibride, che permettono di sfruttare al meglio gli effetti dell’eterosi. Il mais è un esempio in cui la ricerca, prolungatasi per decenni, ha dato i migliori risultati: si tratta infatti di una specie in cui la particolare morfologia delle infiorescenze, maschili e femminili, e la loro separazione sulla pianta ha permesso di effettuare l’incrocio controllato per l’ottenimento degli ibridi. L' ibridazione del mais

Negli ultimi 50 anni, ovvero dalla scoperta della struttura del DNA, il miglioramento genetico nel campo vegetale ha fatto passi da gigante, perché le nuove acquisizioni permettono finalmente di mettere in correlazione geni specifici e risultati desiderati. Di conseguenza è cambiata in modo vertiginoso la tecnologia con la quale applicarlo, grazie anche al contributo fornito da altre discipline scientifiche come la microbiologia e la biologia molecolare. In particolare, dalla fusione delle metodiche di coltura in vitro di cellule e tessuti vegetali con la tecnologia del DNA ricombinante hanno preso avvio le biotecnologie avanzate, che permettono di produrre in minor tempo e a minor costo nuove varietà vegetali. Parallelamente ha avuto un forte impulso lo sviluppo di sistemi per inserire singoli geni direttamente nel nucleo cellulare ed ottenere piante geneticamente modificate.

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