Parte 1 56 Biologia applicata, Biotecnologie, Agroambiente Dalle leggi di segregazione previste da Mendel sappiamo infatti che per far emergere fenotipicamente un carattere puro (tutte le coppie alleliche di ciascun gene uguali), occorrono centinaia di migliaia di incroci ed è ciò che da sempre agricoltori e allevatori fanno, per selezionare le caratteristiche ricercate. Il miglioramento genetico ha inizio con la scelta del carattere di interesse, basata sia sull osservazione delle piante in campo, allo scopo di evidenziare gli aspetti morfologici legati alla caratteristica, sia sull analisi dei prodotti, volta a verificare la presenza di composti di interesse. Dopo aver identificato la varietà che porta il gene (o i geni), la pianta deve essere testata e poi incrociata con le cultivar d interesse commerciale. Si seleziona progressivamente la prole in modo tale che possa possedere sia le caratteristiche desiderate sia gli standard richiesti dal mercato, affinandone le qualità generazione dopo generazione. Una volta ottenute le nuove cultivar, è necessario eseguire test sul campo per valutarne le caratteristiche in condizioni reali e solo dopo questa fase è possibile immettere in commercio la nuova cultivar. Questo modo di procedere richiede tempi lunghissimi e non sempre porta a risultati soddisfacenti perché è probabilistico e non si sa mai quale gene possa essere trasmesso insieme a quello di interesse. Negli ultimi anni nel mondo si fa sempre più urgente la necessità di trovare le giuste strategie per incrementare la produzione alimentare e sfamare la popolazione che sta aumentando ed è alle prese con cambiamenti climatici che procurano disastri ambientali con la distruzione di terreni o di raccolti. Per far fronte a queste emergenze è nato il cosiddetto speed breeding. Si tratta di una tecnica sperimentata dalla NASA per far crescere velocemente le piante nello spazio e messa a punto a fini agronomici da un team di scienziati australiani del John Innes Center, dell Università del Queensland e dell Università di Sydney. La tecnica si basa sul presupposto di un illuminazione artificiale intensa e prolungata in condizioni di crescita controllata (temperatura e umidità) per ottenere cicli di produttività più rapidi e intensi. Le piante vengono coltivate in particolari serre o camere di coltivazione, con luci a LED di forte intensità, ottimizzate per massimizzare la fotosintesi in regimi intensivi, fino a 22-24 ore al giorno [ 13 ], con un consumo minore rispetto all illuminazione alogena usata a lungo in serra in precedenza, che generava molto calore ma minore potere luminoso. Grazie a questo processo, la crescita dei vegetali è velocizzata al punto che i ricercatori sono riusciti a ottenere 6 raccolti all anno di diverse varietà di colture quali orzo, grano duro, frumento tenero, piselli e ceci in un lasso di tempo di sole otto settimane. Lo sviluppo, seppur accelerato, e le caratteristiche fenotipiche dei vegetali, come pure il numero dei semi e le loro percentuali di germinazione, rimangono sostanzialmente uguali a quelle delle piante ottenute attraverso il sistema tradizionale in serra. La tecnica dello speed breeding è stata utilizzata con successo anche su frumento per ottenere una cultivar resistente al germogliamento pre-raccolta (Phs), problematica importante per l agricoltura in Australia, dove le piogge frequenti durante il periodo della raccolta compromettono 0090.Parte1_Cap_02.indd 56 13 Serra con lampade a LED ad altissima efficienza con spettro di tipo solare per la coltivazione di pomodori. spesso le produzioni. Reintroducendo il gene della dormienza del seme e accelerando i cicli di sviluppo, si è riusciti a ottenere una nuova varietà resistente che, nel giro di pochi anni, è già disponibile sul mercato. In seguito a questi successi, altri scienziati si stanno occupando di rendere questa metodologia più accessibile e meno costosa, creando le condizioni migliori per sviluppare le tecniche di crescita rapida in normali serre botaniche o in camere di crescita autocostruite . Ecotipi e clini In natura le specie sono adatte all ambiente in cui vivono perché i processi selettivi eliminano gli individui meno favorevoli, premiando quelli con caratteri vantaggiosi. Anche nelle specie coltivate si verificano adattamenti all ambiente. Quando una specie coltivata risulta adatta all ambiente in cui vive ed è in equilibrio col proprio habitat, si parla di ecotipo o razza climatica. I fattori naturali capaci di determinare l insorgenza di diversi ecotipi sono gli stessi che in natura determinano il processo di speciazione come catene montuose, grandi fiumi, mari. Una specie che occupa molti habitat differenti può, infatti, apparire leggermente diversa in ognuno di questi e presentarsi con fenotipi differenti pur essendo geneticamente omogenea. L ecotipo è una popolazione che si sviluppa in un contesto territoriale circoscritto (comprensorio, regione) ed è l espressione dell interazione fra il germoplasma di una specie con le specifiche condizioni ambientali di una regione. L identità degli ecotipi è perciò associata al territorio. A volte, una stessa specie molto diffusa segue una variazione che cambia a seconda della distribuzione geografica e in particolare delle condizioni climatiche. In questo caso i caratteri della popolazione variano in modo graduale e lento senza discontinuità, secondo un gradiente climatico-ambientale. Si parla di variazione clinale e le popolazioni con queste caratteristiche sono dette clini. 26/02/21 16:58