Parte 1 4 148 Biologia applicata, Biotecnologie, Agroambiente Applicazioni biotecnologiche e piante transgeniche Da un certo punto di vista, le tecnologie transgeniche consentono di raggiungere in maniera più rapida e sicura quanto in passato gli agricoltori spesso ottenevano con lungo e paziente lavoro, cioè migliorare la produzione di una certa specie selezionando una caratteristica positiva per darle un vantaggio sulle altre. dunque il miglioramento della produttività, sotto il profilo qualitativo e quantitativo, una delle mete da raggiungere. Così sono state prodotte piante di mais, girasole, colza, patata, soia, pomodoro, legumi con proprietà particolari: maggior resistenza a virus, insetti, malattie ed erbicidi, a condizioni climatiche avverse, specie dall aspetto più invitante, specie che resistono più a lungo sui banchi del supermercato. Le nuove tecnologie vengono usate in sinergia con i metodi classici di miglioramento, come l impollinazione controllata e l ibridazione, nonché la fusione protoplasmatica. I vettori di materiale genetico Ottenere una pianta transgenica può sembrare relativamente più facile rispetto all animale non solo perché le piante sono in grado di rigenerare l intero organismo anche partendo da una sola cellula, ma anche perché il vettore è già presente in natura da milioni di anni, obiettivo che l uomo cerca di ottenere con la sofisticata tecnica dell ingegneria genetica. Il vettore è l Agrobacterium tumefaciens [ 49 ], un batterio che vive nel terreno e parassitizza le radici delle piante inducendo la formazione di cellule tumorali. Queste cellule, infettate dal batterio, continuano a moltiplicarsi anche dopo che il batterio è eliminato dalla coltura, segno che hanno assunto nel loro genoma caratteristiche del batterio stesso. Si è constatato che la causa dei tumori è LIBRO DIGITALE L impronta genetica del vino un plasmide Ti (Tumour inducing) presente nell A. tumefaciens che riesce perfettamente ad integrarsi con il genoma della cellula vegetale. Con l ingegneria genetica si sfrutta la capacità di un vettore (agrobatterio) di penetrare e integrarsi nella cellula, introducendolo nella pianta dopo aver eliminato i geni produttori del tumore, gli oncogeni T, e aver inserito al loro posto i geni che si vogliono trasferire alla pianta. Oltre all A. tumefaciens, esiste un altro agrobatterio, l Agrobacterium rhizogenes, che non provoca tumori, ma induce la formazione di numerose radici dette radici pelose . Questo batterio contiene il plasmide Ri (Root inducing) in grado di integrarsi parzialmente con la pianta [ 50 ]. Non provocando la formazione di tumori, l A. rhizogenes rende più facile la rigenerazione di piante modificate geneticamente. Come vettori nelle piante, gli agrobatteri non hanno rivali, ma non tutte le specie vegetali vengono trasformate facilmente con questo metodo, poiché alcune, come mais, grano, riso, non sono ospiti naturali del batterio. Per introdurre geni esogeni in piante monocotiledoni si utilizzano il metodo dei protoplasti o il metodo biolistico. Con il metodo dei protoplasti le cellule vegetali sono trattate con enzimi litici (cellulasi) che sciolgono la parete cellulare, trasformando le cellule in protoplasti. Questi sono più facili da trasformare, potendo assorbire DNA nudo mediante un vettore chimico, tipo il polietilenglicole, o mediante elettroperforazione, ma non tutte le piante così ingegnerizzate si sono rigenerate positivamente. Il metodo biolistico (anche detto gene gun, pistola a geni) permette di sparare ad altissima velocità microproiettili di oro o tungsteno ricoperti di DNA all interno delle cellule vegetali ancora dotate di pareti [ 51 ]. 50 Induzione rizogena (produzioni di radici) da Agrobacterium rhizogenes su piantina di barbabietola. La pianta a destra è stata modificata geneticamente utilizzando il batterio come vettore. 1 2 49 Tipici cancri tumorali indotti da Agrobacterium tumefaciens. 0110.Parte1_Cap_04.indd 148 3 51 Pistola a geni. 26/02/21 17:03