Parte 1 54 Biologia applicata, Biotecnologie, Agroambiente Gli ibridi delle nuove generazioni hanno serie spaiate di cromosomi, che durante la meiosi non possono dare origine a cromosomi omologhi. In natura si è constatato che, fra le piante, alcuni ibridi sono riusciti a perpetuarsi aggirando l ostacolo o mediante apomissia o attraverso la poliploidia, dando origine a un organismo fertile. Il frumento ne costituisce un esempio ripetutosi nei millenni. Le specie attualmente coltivate sono due: grano duro, Triticum durum, con 28 cromosomi e T. aestivum con 42, ma alla loro origine hanno partecipato tre specie selvatiche diploidi con numero cromosomico 2n = 14 (n = 7). Il grano tenero risulta da una moltiplicazione per 6 del numero cromosomico di base ed è perciò un esaploide, il duro da una moltiplicazione per 4 del numero cromosomico 7 ed è perciò tetraploide. Sembra dimostrato che il T. monococcum si sia ibridato con Aegilops 10 Origine di una specie sintetica , ibrido sterile tra Triticum speltoides, specie affine al frumento, dando origine ai aestivum e Secale cereale, il triticale. tetraploidi; questi ultimi avrebbero subìto, poi, una ulteriore ibridazione con AegiPOLIPLOIDIA NEL GENERE TRITICUM lops squarrosa, permettendo la creazioBase Coltivate ne di frumenti esaploidi. Tali ibridi sono naturali, ma se ne conoscono anche di T. monococcum + Aegilops speltoides T. durum + Aegilops squarrosa T. aestivum artificiali, realizzati dall uomo. Una pian2n = 14 2n = 28 2n = 42 ta nuova, costruita dall uomo, è l ibrido tetraploide esaploide intergenerico fra il frumento e la segale chiamato triticale [ 10 ], utilizzato in zone Da un corredo cromosomico di base 14 (del frumento di 13.000 anni fa) si è passati a collinari-montane per le sue qualità di pro28 e poi a 42, supponendo due successive ibridazioni interspecifiche. duzione e resistenza. Mutagenesi La mutagenesi è una tecnica utilizzata per modificare geneticamente le piante, sfruttando la variabilità naturale (mutagenesi naturale) o producendo forme mutate di un certo gene (mutagenesi indotta). Nel primo caso, le mutazioni si verificano con frequenze molto basse e in genere sono sfavorevoli, perché comportano una perdita di funzione. Se la mutazione è svantaggiosa dominante, è destinata a scomparire, mentre se è recessiva rimane latente, mascherata a livello fenotipico dall allele dominante, ma con la possibilità di permanere e affermarsi nelle successive generazioni; se la mutazione è vantaggiosa e dominante, aumenta la sua frequenza all interno della popolazione di quella specie. Il processo di mutagenesi indotta richiede trattamenti con sostanze chimiche mutagene (etilmetano, dietilsulfanato, metlimatano sulfanato, colchicina) o con forti dosi di radiazioni (raggi X, raggi , neutroni da radiatore nucleare, particelle da isotopi radiattivi), per ottenere mutazioni con una frequenza più alta rispetto a quelle spontanee. Tale tecnica ebbe inizio nei primi decenni del Novecento, quando lo scienziato Hermann Muller (che per questo nel 1946 fu insignito del premio Nobel) scoprì l azione mutagena dei raggi X che fu utilizzata a lungo negli anni successivi alla seconda guerra mondiale quando gli sforzi si concentrarono per trovare un uso pacifico dell energia atomica. Dall uso dei mutageni artificiali sono derivate molte varietà di cereali oggi coltivate, fra le quali nel 1974 comparve la varietà di frumento Creso, ottenuta con l im- 0090.Parte1_Cap_02.indd 54 piego di raggi , che nel giro di dieci anni si diffuse in tutta la Penisola, soppiantando le varietà esistenti. L induzione di mutazioni con diverse tipologie di agenti mutageni è utilizzata nel mondo per diverse colture erbacee e arboree, e in Italia si conoscono varietà ottenute con mutazioni indotte non solo del frumento, ma anche di pisello, melanzane, olivo, patata e riso. Nel 1973 la varietà di riso Fulgente fu ottenuta trattando il Maratelli con raggi X, mentre l esempio più importante di mutazione utile fu l identificazione di una singola mutazione nucleotidica ottenuta con radiazioni il cui effetto fu una variazione della produzione dell ormone di crescita gibberellina, in grado di determinare una riduzione della taglia della pianta. Questa caratteristica fu utilizzata per l esecuzione di programmi di selezione che hanno determinato lo sviluppo di numerose cultivar di riso, oltre che in Italia, anche in Asia, USA, Australia, Egitto, Sud-America. Anche attraverso la mutagenesi chimica si sono ottenuti ottimi risultati, in quanto essa induce principalmente mutazioni geniche a differenza dei mutageni fisici che causano anche aberrazioni cromosomiche spesso deleterie. In particolare, la colchicina è in grado di causare raddoppiamento del numero cromosomico cellulare bloccando la formazione del fuso mitotico, impedendo quindi la disgiunzione dei cromatidi e dando luogo a individui poliploidi. Indurre artificialmente la poliploidia nelle cellule vegetali ha lo scopo di ottenere piante di maggiore pregio, capaci di una produzione più numerosa, più pregiata e apprezza- 26/02/21 16:58