Melo: nuove frontiere genetiche per nuove esigenze in campo

"Stato dell'arte e prospettive future del miglioramento genetico del melo": questo è il titolo del workshop tenutosi giovedì 4 maggio 2023 nel Salone Internazionale del Vivaismo e dell'Innovazione Varietale all'ultima edizione del Macfrut 2023.

 

"Il melo è una specie importantissima, anche se attualmente il numero di varietà certificate è in calo. - così ha aperto l'incontro Walter Guerra, direttore del centro di sperimentazione Laimburg e moderatore del workshop - Questo perché vi è un forte rinnovo varietale, ma le nuove cultivar riscontrano delle difficoltà ad essere immesse nel registro varietale perché non riescono a superare tutti i parametri Dus, allungando così i tempi di uscita sul mercato".

 

Fra i nuovi gusti dei consumatori, le nuove richieste dalla grande distribuzione, gli effetti del cambiamento climatico e le esigenze dei melicoltori, il miglioramento genetico si trova ad affrontare oggi molte sfide.

 

Il sequenziamento genomico: l'aiuto ideale per trovare nuova variabilità

Nel melo (Malus spp) l'obiettivo attuale del miglioramento genetico è quello di "piramidare" in un'unica pianta una serie di caratteristiche utili: resistenze e/o tolleranze ai principali patogeni, miglior qualità dei frutti, precocità o tardività della fioritura, miglioramento dell'habitus della pianta.

 

Per raggiungere questo obiettivo il breeder non può fare solo affidamento al tradizionale incrocio in campo, ma deve appoggiarsi anche alle analisi del Dna in laboratorio, come il sequenziamento che permette di ottenere incroci più mirati ed efficaci.

 

Inoltre, negli ultimi anni questa tecnica consente al costitutore di accedere a nuove informazioni genetiche: "Come gruppo di ricerca abbiamo sequenziato nel 2010 tutto il genoma di Golden delicious. Successivamente poi nel 2017-2018 abbiamo sequenziato il genoma di un doppio aploide, che ci ha permesso di identificare i due aploidi di melo. Questo risultato può dare una grande mano alla ricerca in quanto è molto complicato sequenziare un individuo eterozigote e duplicato come lo è il melo" ha spiegato Michela Troggio, responsabile del Settore Genetica e Miglioramento Genetico dei fruttiferi della Fondazione Edmun Mach.

 

Il sequenziamento, cioè la determinazione di tutte le informazioni genetiche all'interno di un Dna che possono essere ereditate da un individuo, quindi è un valido aiuto per poter ottenere il melo "perfetto".

 

La direzione perciò che stanno prendendo i centri di miglioramento genetico è quella di sequenziare i genomi di tutte le varietà (sia note che no) di Malus. Per poter da un lato studiare meglio i cromosomi di regioni molto complesse del Dna, e dall'altro ricostruire il pan genoma di questa specie, ovvero l'insieme dei geni di tutti i gruppi all'interno di un albero genealogico.

 

Ma nella pratica, tutti questi dati genetici come possono aiutare a creare una nuova varietà di melo?

 

Studiare per esempio il pan genoma consente di fare delle previsioni su quali caratteri utili verranno ereditati dalle piante nate da incrocio. 
In questo modo in campo si possono portare avanti solamente le piante che hanno ereditato i caratteri interessanti e scartare le piante che invece non li hanno ereditati. I vantaggi sono molteplici: si accorciano i tempi di costituzione di nuove varietà, si svolgono incroci più mirati e sicuri, si possono piramidare più caratteri utili in un'unica pianta.

 

E questo è possibile perché il pan genoma consente di ottenere le informazioni sull'intera variabilità genetica di una specie.

 

L'abbassamento dei costi di queste tecnologie sta permettendo una diffusione sempre più ampia del loro utilizzo, anche da parte di aziende vivaistiche più piccole.

 

Inoltre, le tecniche di sequenziamento per la ricerca di nuovi geni candidati vanno di pari passo con lo sviluppo di nuovi marcatori molecolari, cioè un frammento di Dna associato a una determinata posizione all'interno del genoma di un individuo. Si sta perciò assistendo al rinnovo di questi marcatori molecolari, usati nella selezione assistita di nuove varietà, in quanto stanno diventando obsoleti e poco precisi.

 

In poche parole, più un marcatore molecolare è performante, maggiore sarà la probabilità per il breeder di ottenere meli con le caratteristiche fisiologiche desiderate.

 

La Mas è una tecnica che utilizza questi marcatori molecolari (di tipo genomici) con lo scopo di migliorare dei caratteri di interesse, ad esempio la resa o la resistenza ad uno stress. Tale tecnica permette di analizzare, nel Dna di piante nate da incrocio, la presenza di specifici geni e valutarne gli effetti ancora prima che le piantine stesse raggiungano le fasi di crescita e di maturazione.

 

"Sono stati accumulati tantissimi dati di diversità genetica e con marcatori molecolari più precisi come gli Snp adesso si può trovare nuova variabilità a livello di singolo nucleotide. Permettendo di sviluppare dei pool molecolari in grado di essere inseriti nella più conosciuta selezione con marcatori molecolari" conclude Troggio.

 

È importante però sottolineare che creare una nuova varietà di melo con un carattere qualitativo specifico, come per esempio la resistenza a uno stress biotico o abiotico, non è facile. Visto che il trend per questa specie è proprio quello di introdurre nuovi caratteri qualitativi si stanno iniziando a testare la "genome wide selection", ovvero la selezione assistita da marcatori affiancata da studi di genomica. Questa tecnica è ancora molto poco utilizzata in Italia e in generale in Europa, mentre si sta iniziando ad utilizzare in Nuova Zelanda.

 

La costituzione di nuovi ibridi resistenti ai principali patogeni

Ticchiolatura e oidio sono le due grandi avversità che i melicoltori devono affrontare. È quindi importante costituire nuove varietà resistenti a questi patogeni.

 

L'utilizzo di queste nuove cultivar resistenti porta diversi vantaggi ai frutticoltori, fra cui un minor utilizzo di prodotti fitosanitari, che si traduce in una miglior gestione del meleto, un abbassamento dei costi aziendali e la vendita di un prodotto più sano e di qualità per il consumatore finale.

 

Questo perché la produzione è il risultato dei fattori genetici che rispondono alle condizioni climatiche esterne. Il melicoltore non può controllare queste ultime, ma solo mitigarne gli effetti; mentre invece i fattori genetici possono essere modificati. Perciò ottenere cultivar geneticamente adatte e resistenti agli stress consente al melicoltore di essere meno dipendente dalle pratiche colturali, e questo si traduce poi in minori costi aziendali e un minore impatto ambientale.

 

"Per migliorare geneticamente il melo con i caratteri di resistenza la strategia è quella di incrociare un genitore performante in termini di caratteristiche qualitative con un genitore performante in termini di resistenze. Al Consorzio le accessioni di germoplasma sono aumentate, e si sta perciò procedendo ad incrociare parentali entrambi resistenti alla ticchiolatura e all'oidio con l'obiettivo di ottenere una progenie positiva in tempi più brevi" ha spiegato Mario Zaccarini, tecnico presso il Consorzio Vivaisti Italiani (Civ).

 

Anche per la costituzione di questi nuovi ibridi resistenti si stanno iniziando ad utilizzare le Tecniche di Evoluzione Assistita (Tea), con l'obiettivo di sequenziare il germoplasma disponibile e trovare nuovi geni per i caratteri della resistenza e della qualità dei frutti.

 

"La genotipizzazione ha lo scopo di scoprire in un Dna della nuova variabilità genetica in modo da riuscire a pilotare gli incroci e cercare di ampliare la già esistente varietà genetica, utilizzando e introducendo, altri caratteri favorevoli presenti nei parentali selvatici. L'utilizzo delle Tea permetterà di svolgere una selezione assistita con meno genotipi in campo, in meno anni e molto più mirata rispetto a quella usata fino ad adesso".

 

Durante il workshop il Consorzio ha presentato tre varietà, non ancora in commercio, interessanti per la resistenza alla ticchiolatura: CivM35, CivM123 e Desy CivM65. Altre tre selezioni molto interessanti presentate, anche queste resistenti alla ticchiolatura, sono state L9h3-127, I9c0-92, H1b9-14 rispettivamente con buccia gialla, verde e rossa.

 

I cloni: migliorare quello che già esiste

Il miglioramento genetico per costituire una nuova varietà di melo può sfruttare anche le mutazioni geniche, cioè delle modifiche nelle sequenze del Dna che possono essere ereditate dalla progenie ma che non derivano dall'incrocio di due genitori.

 

Queste mutazioni geniche possono essere indotte oppure spontanee, come ha illustrato Albert von Sontagh direttore dell'Azienda Feno (Bolzano):  "Come Azienda noi utilizziamo le mutazioni spontanee. Si osservano nei campi di piante madri e sono riconoscibili in quanto il fenotipo dell'individuo mutato è diverso dal fenotipo standard. Una volta osservata la mutazione si preleva un tessuto vegetale della pianta madre e si fa propagare in ambiente protetto, facendo così partire tutto l'iter di creazione di un nuovo clone”.

 

L'osservazione in campo delle piante madri permette anche di capire se la mutazione spontanea è stabile oppure no. Per esempio, la striatura della buccia è causata da una mutazione molto instabile. Il breeder perciò deve eseguire una selezione delle piante ancora più mirata per fare in modo che questa caratteristica non diventi deleteria nel tempo per il melicoltore.

 

La striatura della buccia è causata da una mutazione spontanea instabile (Foto di archivio)

(Fonte foto: © humbak - Adobe Stock)

 

I vantaggi nel migliorare i cloni già esistenti sono molteplici: una colorazione più uniforme alla raccolta, un ampliamento delle zone produttive e una pezzatura delle mele più grande. Di contro però può presentarsi un anticipo della raccolta, per via della non omogeneità della maturazione dei frutti, con il rischio che sulla stessa pianta non tutti i frutti presentino la stessa quantità di zuccheri (grado Brix).

 

Per esempio, con una raccolta troppo anticipata sulla stessa pianta possono esserci frutti con 12 gradi Brix e altri con 8 gradi Brix. Questo va poi ad incidere fortemente sulla vendita finale del prodotto.

 

Inoltre, bisogna tenere in considerazione la sicurezza fitosanitaria dei cloni, in quanto molto spesso questi non sono virus esenti. Per evitare che il materiale vegetale non trasmetta patogeni pericolosi è obbligatorio effettuare dei test in laboratorio e delle termoterapie al materiale stesso e, nel frattempo, valutare che le caratteristiche qualitative e quantitative del clone rimangano stabili.

 

Durante il workshop sono intervenuti anche Antonio Dal Ri, breeder dell'Azienda vivaistica Griba, società che comprende diversi vivaisti del territorio del Trentino Alto Adige: "L'obiettivo dell'Azienda è quello di costituire meli con forme di allevamento multi asse o predisposti per adattarsi a diverse forme di allevamento senza incorrere in stress. Inoltre, un secondo obiettivo principale è quello di ottenere nelle nuove selezioni una colorazione omogenea della buccia anche se coltivate in pianura".

 

Dominique Thenevon, responsabile della proprietà intellettuale dell'Organizzazione Aign^® che unisce diversi vivaisti nelle principali aree di coltivazione.  

Durante il workshop Thenevon ha presentato due varietà: Cosmic crisp e Snap dragon, già in commercio presso i vivaisti affiliati all'Organizzazione, che risultano interessanti per la selezione di nuovi cloni sfruttando le mutazioni spontanee.

 

E Luca Lovatti, direttore del Consorzio Innovazione Frutta, che ha fatto il punto sulla situazione commerciale del settore: "Nell'annata 2018/2019-2021/2022 la varietà di mela acquistata maggiormente dai consumatori è la Delicious con il 47% degli acquisti, seguita da Gala con il 14%. La Red Delicious come acquisti sta lentamente calando quindi continua a rimanere una delle mele preferite dai consumatori mentre Fujii, nonostante sia una varietà non innovativa, sta mantenendo gli acquisti alti".

Inoltre, Lovatti ha sottolineato che è in corso un significativo aumento degli acquisti delle mele club, con un valore di mercato che è aumentato dal 9% al 14%.