Miglioramento genetico e Tea: tutto quello che avresti sempre voluto sapere

Con una metafora semplice ed efficace Thomas Letschka, biologo molecolare del Centro di Sperimentazione Laimburg e chairman del convegno "Evoluzione genetica: nuove tecnologie di breeding", ha spiegato concetti alla base delle nuove tecniche di evoluzione assistita per il miglioramento genetico.

Le Tecnologie di Evoluzione Assistita (Tea) sono al centro di un dibattito infiammato. Proprio con le ultime elezioni europee e con l'insediamento dei nuovi vertici Ue, il 2025 sarà un anno cruciale per capire come saranno inquadrate a livello normativo le Tea, anche chiamate New Breeding Technique (Nbt).

L'obiettivo del convegno che si è tenuto a Bolzano durante l'edizione 2024 di Interpoma, unico salone internazionale completamente dedicato al settore mela, era fornire una panoramica a tutto tondo sulle nuove tecnologie di breeding, in modo che ogni persona in platea potesse formarsi un'opinione informata. È ancora fresco infatti il ricordo dell'atto vandalico durante l'estate 2024 che ha mandato in fumo il lavoro dell'Università degli Studi di Milano distruggendo un campo sperimentale con duecento piantine di riso resistenti al brusone, ottenute proprio con le nuove tecniche. Il segnale che gli animi sono agitati.

La metafora: Letschka ha paragonato il genoma del melo a un'intera biblioteca con 41.264 libri che corrispondono ai geni del genoma del melo. La biblioteca è organizzata in dipartimenti, quindi per argomenti, che sono diciassette: i cromosomi. L'insieme dei libri si compone di 720.000.000 di lettere, le basi. Ora, un conto è voler inserire all'interno della biblioteca del melo un libro preso da un'altra collezione, per esempio dalla biblioteca dedicata al ravanello (Ogm), cosa che è stata tentata in passato, un altro conto è sostituire all'interno della biblioteca della cultivar Gala, un libro che proviene dalla biblioteca di un'altra varietà di mela, magari selvatica (cisgenesi). Anche in natura, potenzialmente, ciò potrebbe succedere.

Ogni libro contiene ricette, per esempio la ricetta del colore o la ricetta che permette la resistenza a una certa malattia. Se i ricercatori sostituiscono una lettera dentro al libro della ricetta del colore, sapendo esattamente quale lettera andare a cambiare (genome editing), ciò può fare certamente una grande differenza ma non si può paragonare all'aggiunta di un intero libro, preso dalla biblioteca del ravanello. Nessun gene viene quindi trasferito in questo caso da una biblioteca all'altra, ciò che succede è una mutazione. "E le mutazioni avvengono in natura - ha chiarito Thomas Letschka - succedono continuamente, anche dentro di noi, mentre io sto parlando".

A che punto sono le Tea?

A Giovanni Broggini, senior scientist al Molecular Plant Breeding del Politecnico Federale di Zurigo (ETHZ) è stato affidato il compito di spiegare a che punto sono le Tea, con un'attenzione particolare al miglioramento genetico del melo.

Il miglioramento genetico è alla base dell'agricoltura moderna, da Gregor Mendel a metà dell'Ottocento, con la scoperta delle leggi che regolano l'ereditarietà dei caratteri, a oggi, il miglioramento genetico ha aumentato la capacità produttiva delle piante coltivate e migliorato le caratteristiche qualitative dei frutti. Con la sempre più pressante richiesta di coltivazioni sostenibili, il contemporaneo emergere di nuove malattie che attaccano i raccolti e il condizionamento ogni stagione più forte della crisi climatica, c'è la necessità di accelerare e rendere più efficace il miglioramento genetico delle specie vegetali coltivate. "La maggior parte delle cultivar commerciali di melo - ha spiegato Broggini - è suscettibile a malattie come la ticchiolatura, l'oidio, gli scopazzi. Avremo bisogno di cultivar migliorate che producano frutta di eccellente qualità che soddisfi le richieste del consumatore".

Le nuove tecniche di miglioramento genetico non escludono né sostituiscono il miglioramento genetico classico, portato avanti per incrocio e selezione, guidato magari da marcatori molecolari. Cisgenesi e genome editing differiscono fra loro: con la cisgenesi si inserisce nel genoma della pianta un gene di interesse appartenente alla stessa specie o a una specie vicina a quella coltivata che si vuole migliorare. Teoricamente la nuova pianta che ne deriverà avrebbe potuto essere prodotta anche con miglioramento genetico classico. L'editing genomico (genome editing) si compone di diverse tecniche, la più famosa è la tecnologia CRISPR/Cas9, valsa il Premio Nobel per la Chimica a Jennifer Anne Doudna ed Emmanuelle Charpentier.

Si tratta in pratica di forbici molecolari che tagliano il Dna in un punto predeterminato e conosciuto al fine di ottenere una pianta con caratteristiche d'interesse. Per un meccanismo naturale la cellula riparerà il danno. La caratteristica principale del genome editing è quella di ottenere specifiche mutazioni che modificano in maniera predefinita il genoma, a differenza di altre tecniche precedenti che provocavano mutazioni casuali e in un numero indefinito. Il genome editing ha il vantaggio di avere tempi e costi decisamente più contenuti rispetto al miglioramento genetico tradizionale, in più, con le Tea, restano inalterate le caratteristiche della varietà sulla quale si interviene.

Focus sul miglioramento genetico del melo

Detta così può sembrare che la strada sia in discesa e che, aspetti normativi a parte, presto avremo piante editate esattamente per rispondere alle sfide che l'agricoltura si trova ad affrontare. Giovanni Broggini però ha più volte sottolineato come le Tea necessitino di grandi conoscenze, non tutte ancora in possesso dei ricercatori. "Per prima cosa - ha affermato - vanno identificati i geni che contengono i tratti d'interesse, ci vuole poi tempo per acquisire librerie genomiche e identificare i geni responsabili di un certo tratto, per esempio la resistenza a determinati stress, a certe malattie. È importante anche capire che tipo di modifiche dobbiamo applicare: aggiungiamo un gene o disattiviamo un gene? Oppure in alcuni casi dobbiamo modificare un gene, correggendo a mano".

Uno sguardo a ciò che è stato fatto per quanto riguarda il melo: si conoscono i geni di resistenza per esempio alla ticchiolatura (Rvi6, Rvi15, Rvi16) e quello al colpo di fuoco batterico (FB_MR5) e geni di suscettibilità all'oidio (MLO) e al colpo di fuoco batterico (HIPM, DIPM). Utilizzando la cisgenesi è stata ottenuta una Gala Galaxy resistente al colpo di fuoco batterico causato dal batterio Erwinia amylovora, utilizzando il gene di resistenza FB_MR5, proveniente da una mela selvatica Malus Robusta 5 (Mr5). La nuova Gala Galaxy è stata messa alla prova in un campo sperimentale, per cinque anni, a Zurigo. Si tratta di un prototipo perché gli scienziati ritengono che la resistenza ottenuta non sia durevole. Attraverso genome editing, rimuovendo la suscettibilità al colpo di fuoco batterico (DIPM4) e utilizzando la tecnica del silenziamento genico, è stata ottenuta una Golden Delicious resistente.

Tea e normativa

E a livello normativo? I ricercatori sono liberi di lavorare? L'Unione Europea è al momento in un limbo, si è in attesa che il Consiglio composto dai ministri dei Paesi membri dell'Ue si pronunci sulla proposta di regolamento avanzata dalla Commissione Ue nel 2023. A inizio 2024 il regolamento è stato approvato dal Parlamento Europeo, con alcuni emendamenti, poi tutto si è fermato in attesa che le rinnovate istituzioni europee diventino pienamente operative, dopo le elezioni.

La normativa Ue in materia di Tea

Ania Lukasiewicz, ricercatrice alla Wageningen University, ha avuto il compito di chiarire come siano inquadrate ad oggi le Tea. Dopo la pronuncia del 2018 della Corte di Giustizia dell'Unione Europea che equipara le Tea agli Ogm, facendole ricadere sotto la Direttiva stringente e rigida 2001/18/EC, e lo studio del 2021, commissionato dalla Commissione Europea, che concludeva che le Tea fossero soggette alla legislazione Ogm ma che fosse necessario studiare un quadro regolatorio specifico, in grado anche di stare al passo con le innovazioni continue nelle nuove tecniche genomiche, ecco che nel 2023 è arrivata la proposta della Commissione (per approfondimenti sul quadro normativo è possibile riguardare il webinar della Regione Emilia Romagna).

Il regolamento in discussione propone due diverse categorie per le Tea, a guidare la logica è il tipo di modifica al Dna introdotta con la tecnologia. Se verrà approvata, avremo sostanzialmente le Tea di tipo 1 equiparate a varietà ottenute via breeding tradizionale e le Tea di tipo 2. Ricadrebbero nella categoria 1 le piante con modifiche genetiche che sono equivalenti a quelle che potrebbero prodursi in natura o con tecniche convenzionali di miglioramento genetico. Il regolamento definisce nel dettaglio il risultato di queste modifiche e quando queste piante possono ricadere nella categoria 1, resterebbe comunque in vigore il divieto in produzione biologica. È inoltre prevista una banca dati pubblica per garantire la possibilità al pubblico di conoscere le Tea di tipo 1 e la procedura con la quale sono state ottenute, obbligatoria poi l'etichettatura delle sementi. Le altre piante ottenute tramite le nuove tecniche genomiche andrebbero a ricadere automaticamente nella categoria 2 e sarebbero sottoposte alla normativa Ogm. L'etichettatura in questo secondo caso sarebbe completa, fino al consumatore finale.

Un momento del convegno nel corso di Interpoma 2024

(Fonte foto: Barbara Righini - AgroNotizie^®)

I tempi: con la nuova legislatura europea, nel 2025 sono attese novità. Deve pronunciarsi, come scritto, il Consiglio, mentre il Parlamento Europeo ha già approvato chiedendo che l'etichettatura sia applicata sui prodotti anche in caso di Tea di categoria 1 e che la tecnica cisgenesi sia inserita in categoria 1. In ogni caso le piante modificate per essere tolleranti agli erbicidi verrebbero escluse dalla categoria 1.

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