LA GENETICA ITALIANA ALZA LO SCUDO

La sostenibilità della filiera del frumento duro passa oggi da un punto cruciale: la capacità della genetica di rispondere alle nuove pressioni fitosanitarie e climatiche. Il volume “La ricerca italiana per la sostenibilità e la qualità della filiera del frumento duro” raccoglie i risultati dei Progetti PRIN 2020, PRIN 2022 e PRIN 2022 PNRR, offrendo un quadro aggiornato del contributo italiano alla modernizzazione della cerealicoltura.

I progetti più interessanti

Sul versante genetica e agronomia per la resistenza alle malattie, emergono risultati concreti e immediatamente trasferibili al breeding e alla gestione di campo. In particolare:

• InnoWheatRes – Advanced breeding with Innovative strategies to improve biotic stresses resistance in durum wheat
  Ha ampliato in modo significativo il “catalogo” di loci e alleli chiave per la resistenza a fusariosi della spiga (FHB), septoriosi fogliare (STB) e ruggini. Attraverso SNP-array ad alta densità, GWAS, RNA-seq, bulk segregant analysis e mappaggi ad alta risoluzione, sono stati identificati QTL, geni candidati e marcatori epigenetici utilizzabili come biomarcatori nel breeding. Il risultato è una riduzione dei tempi per la validazione funzionale e per l’introduzione delle resistenze nei programmi varietali.

• BICONTRARIUM
  Ha sviluppato un approccio integrato al biocontrollo delle fitopatie da Fusarium (FRR, FCR e FHB), validando in vivo e in pieno campo ceppi batterici antagonisti, inclusi batteri lattici (ceppo HB23). Ha dimostrato l’efficacia del seed biopriming nel ridurre la gravità delle infezioni senza compromettere la germinazione, aprendo la strada a strategie agronomiche biologiche complementari alla resistenza genetica.

• PolyploidBreeding 4.0
  Ha modernizzato il toolbox del miglioramento genetico integrando genomica ad alta produttività, fenomica 2D-3D e intelligenza artificiale. L’obiettivo è accelerare la selezione di varietà resistenti in un contesto di crescente complessità genomica.

• PanWheatGrain
  Ha sviluppato una infrastruttura genomica basata sul pangenoma del frumento tetraploide, distinguendo geni core, shell e cloud, e fornendo una nuova chiave di lettura funzionale delle basi genetiche della risposta agli stress biotici.

Il quadro che emerge è quello di una ricerca che non si limita alla descrizione dei meccanismi, ma costruisce strumenti operativi per la filiera.

Fusariosi, septoriosi, ruggini: patogeni in evoluzione, varietà da ripensare

Le principali minacce fitosanitarie del frumento duro – Fusarium spp., Zymoseptoria tritici, Puccinia spp. – non sono più fenomeni episodici, ma elementi strutturali del rischio produttivo.

La fusariosi della spiga, oltre alla perdita di resa, comporta contaminazioni da micotossine come DON e zearalenone, con implicazioni dirette sulla sicurezza alimentare. Le septoriosi riducono l’efficienza fotosintetica, compromettendo riempimento della granella e contenuto proteico. Le ruggini, in particolare la ruggine gialla, hanno modificato la loro distribuzione geografica in relazione ai cambiamenti climatici.

Il progetto InnoWheatRes, fondato su una collezione di circa 2.000 accessioni tetraploidi (Global Durum Resource – GenRes), ha permesso di individuare regolatori chiave della resistenza, pathway biochimici e geni candidati. Tra questi, regioni cromosomiche specifiche associate alla resistenza alla fusariosi e geni come WheatPme-1 e WAKs, coinvolti nella modulazione della parete cellulare e nella risposta allo stress biotico.

L’impatto di questi risultati è duplice: scientifico, perché consente una comprensione sistemica dell’interazione pianta-patogeno, agronomico, perché permette di ridurre l’uso di fungicidi e di stabilizzare le produzioni.

Il volume sottolinea come la resistenza debba essere durabile. Non basta inserire un singolo gene: è necessario combinare più fattori genetici (piramidalizzazione), utilizzando strumenti come marker assisted back-cross e speed breeding per accelerare i cicli di selezione.

Dalla genomica al campo: meno fungicidi, più stabilità produttiva

Uno degli elementi più interessanti che emerge dal quaderno è l’impatto lungo l’intera filiera. L’applicazione dei risultati dei PRIN consentirà lo sviluppo di sistemi colturali più sostenibili, con riduzione dell’impiego di fungicidi, minore pressione ambientale, maggiore stabilità delle rese negli anni e miglioramento della qualità sanitaria e tecnologica della granella.

Il progetto BICONTRARIUM, ad esempio, dimostra come genetica e agronomia possano integrarsi. Il biopriming del seme e l’uso di batteri antagonisti non sostituiscono la resistenza genetica, ma la rafforzano in una strategia di protezione integrata.

Parallelamente, PolyploidBreeding 4.0 introduce un salto di qualità nella fenotipizzazione: sensori, piattaforme ad alta efficienza, intelligenza artificiale e big data consentono di correlare genotipo e risposta fenotipica in modo più preciso, riducendo tempi e costi di selezione.

Il messaggio finale è chiaro: la sostenibilità non è un concetto astratto, ma il risultato di una progettazione genetica consapevole.

La nuova generazione di varietà di frumento duro dovrà combinare una resistenza multipla ai principali patogeni, l’adattamento alle nuove condizioni climatiche, la qualità tecnologica adeguata alla filiera della pasta oltre alla riduzione dell’impronta ambientale.

La ricerca italiana sta costruendo le basi scientifiche per questa transizione. Ora la sfida è accelerare il trasferimento dell’innovazione al sistema produttivo.

Fonte: La ricerca italiana per la sostenibilità e la qualità della filiera del frumento duro. Risultati dei Progetti PRIN 2020, PRIN 2022 e PRIN 2022 PNRR.

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