Grani perenni, un po' più vicini grazie alle Tecnologie di Evoluzione Assistita

È il sogno di ogni cerealicoltore. Avere delle piante di grano che non devono essere seminate ad ogni autunno, ma che si rinnovano in maniera autonoma dopo la trebbiatura. Questo significherebbe avere un abbattimento dei costi di gestione del campo, ma anche un risparmio significativo per l'acquisto del seme. Oltre ad andare incontro alle richieste dell'Unione Europea, che oggi chiede di disturbare il meno possibile i terreni agricoli per preservare la sostanza organica in essi contenuta.

Prima di tutto le buone notizie: i grani perenni (ma sarebbe meglio dire pluriennali) esistono e sono coltivati in alcune aree del globo, come il Nord America. Bisogna però dire che le scarse produzioni e alcune caratteristiche della granella rendono queste varietà poco competitive.

Tuttavia la speranza dei ricercatori è che grazie alle nuove tecnologie di miglioramento genetico, le Tea, Tecnologie di Evoluzione Assistita (in inglese Nbt, New Breeding Techniques), si possano ottenere delle varietà di frumento perenne che abbiano una produzione e una qualità della granella paragonabili alle varietà moderne annuali.

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Grani perenni, nessuna semina ma produzioni scarse

"Quando parliamo di grani perenni facciamo solitamente riferimento ad alcune varietà selvatiche, come ad esempio Thinopyrum intermedium, che hanno la caratteristica di rigenerarsi autonomamente dopo il taglio", racconta Laura Gazza, ricercatrice del Crea - Centro di Ricerca Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari di Roma  (Crea-IT), che da anni lavora su queste specie, anche attraverso programmi di ricerca quali Change-Up.

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"Ad oggi alcune di queste varietà sono coltivate negli Stati Uniti e si è creata una vera e propria filiera, con la nascita anche di un brand commerciale, il Kernza^®. Tuttavia, la scarsissima produttività di queste piante rende possibile la loro coltivazione solo in quelle aree in cui c'è ampia disponibilità di suolo, come il Nord America appunto".

Basti pensare che il peso dei mille semi di una varietà moderna può benissimo arrivare a 50 grammi, mentre lo stesso quantitativo di granella, riferito ad una specie di grano perenne, non supera i 5 grammi. Si tratta dunque di produzioni davvero scarse, non comparabili con quelle a cui oggi siamo abituati.

"Proprio per cercare di migliorare questo aspetto, presso la sede del Crea-IT di Roma abbiamo proceduto, a partire dal 2011, a moltiplicare diverse linee di grano perenne derivanti dall'incrocio di varietà moderne di grano tenero e duro annuali con alcune specie di Thinopyrum, selezionando poi quattro linee che avevano caratteristiche interessanti: tre che avevano come progenitore un grano tenero e una che invece è nata dall'incrocio del Thinopyrum con un grano duro. L'obiettivo è quello di conservare il carattere della perennialità, proveniente dal Thinopyrum, e della produttività, caratteristica invece delle varietà annuali", sottolinea Laura Gazza.

"Le quattro linee che abbiamo selezionato sono molto promettenti, soprattutto sotto il profilo della qualità della granella. Tuttavia il miglioramento genetico tradizionale per incroci, anche se assistito da marcatori molecolari, è molto lungo e dagli esiti incerti".

Le linee selezionate dal Crea possiedono caratteristiche tecnologiche e qualitative molto promettenti. "Abbiamo effettuato delle prove alveografiche per valutare l'attitudine alla trasformazione, con ottimi risultati. Ma abbiamo anche valutato la qualità del glutine, la presenza di proteine, di fibre, di amido e dei principali macronutrienti. Inoltre abbiamo indagato la capacità antiossidante totale", ci spiega Laura Gazza.

"Un aspetto interessante riguarda il glutine. Se per decenni abbiamo lavorato per selezionare varietà che esprimessero dei grani con un indice di forza del glutine elevato, oggi invece, per andare incontro alle richieste dei consumatori, stiamo puntando su grani con un glutine debole, caratteristica che abbiamo trovato nelle linee selezionate".

Oltre alla scarsa produttività, un altro aspetto critico riguarda la granella, che nel caso dei frumenti perenni è "vestita", significa che il seme è avvolto dalle glume, come accade ad esempio con alcune varietà di avena o di orzo, e dunque prima di essere macinato deve essere "spogliato". Un'attività che ovviamente ne aumenta i costi di produzione.

Le Tea a sostegno del miglioramento genetico

Le moderne tecnologie di miglioramento genetico, come la cisgenesi e il genome editing, hanno le potenzialità per eliminare queste problematiche, rendendo i grani perenni produttivi come le varietà moderne.

"Prima di tutto occorre comprendere quali sono i meccanismi che portano i frumenti perenni a rigenerarsi dopo il taglio. È una ricerca non facile, in quanto probabilmente ci sono diversi geni che codificano per questa caratteristica", sottolinea Laura Gazza.

"Il secondo passo sarebbe quello di fare un raffronto dal punto di vista genetico tra le varietà moderne e quelle perenni, per capire quali sono le differenze nel pool di geni che determina la perennialità. A quel punto sarebbe possibile intervenire con gli strumenti più adatti per 'spegnere' o modificare i geni interessati oppure trasportare i geni di interesse dalle varietà perenni a quelle moderne".

L'obiettivo, neanche a dirlo, sarebbe quello di mantenere tutte le caratteristiche positive delle varietà oggi coltivate, come la produttività, la dimensione dei semi, l'assenza delle glume, le caratteristiche tecnologiche, eccetera. Aggiungendo però il carattere di perennialità o pluriannualità.

Questo permetterebbe all'agricoltore, in linea di principio, di seminare il grano solo una volta e di mantenerlo in campo per due, tre anni consecutivi senza bisogno di riseminarlo. "Le varietà che abbiamo selezionato al Crea hanno un tasso di sopravvivenza molto variabile. Nel migliore dei casi, al secondo anno sopravvive il 50% delle piante, al terzo anno un 25%, mentre dal quarto in poi il tasso di sopravvivenza è irrisorio", specifica Laura Gazza. "Ma anche su questo fronte il miglioramento genetico può fare moltissimo, aumentando il livello di sopravvivenza anno su anno".

C'è da dire infine che queste nuove varietà sarebbero tutte da scoprire dal punto di vista agronomico. Se infatti presso il Crea le parcelle con i differenti incroci sono gestite senza l'impiego di input esterni (niente concimazioni, né uso di agrofarmaci o acqua irrigua), una gestione più attiva potrebbe sicuramente migliorare la qualità della granella e la produttività ad ettaro.

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