L'arca olearia 01/09/2017

Crioterapia e crioconservazione, opportunità per conservare e valorizzare il germoplasma olivicolo italiano

Crioterapia e crioconservazione, opportunità per conservare e valorizzare il germoplasma olivicolo italiano

Per conservare, senza rischi, il ricchissimo patrimonio di germoplasma olivicolo nazionale servirebbero centinaia di ettari o pochi metri quadri, a seconda del sistema scelto. Nell’ambito di un’agricoltura moderna e sostenibile i programmi di conservazione della biodiversità si affiancano necessariamente ad adeguati programmi di difesa fitosanitaria delle colture


Il germoplasma di olivo comprende migliaia di varietà in coltivazione e popolazioni di olivi selvatici (oleastri) diffuse nell’area mediterranea, in Africa, Asia e Australia. Questa ricchissima piattaforma varietale costituisce una sorgente di variabilità genetica inesplorata e utile sia nei programmi di valorizzazione della olivicoltura locale che in quelli di miglioramento genetico e sanitario. L’Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree (IVALSA) del CNR da decenni si occupa del reperimento e conservazione ex situ di germoplasma di olivo e custodisce presso l’Azienda sperimentale “Santa Paolina” di Follonica (GR) la più grande collezione italiana di olivo, con oltre 1000 accessioni italiane e straniere.

La gestione degli impianti clonali per la conservazione del germoplasma di olivo, così come per le altre specie arboree, richiede elevati costi di manutenzione e non è scevra dai rischi connessi col diffondersi di gravi fitopatie. Una valida alternativa ai metodi tradizionali per la conservazione della biodiversità è offerta dalle tecnologie di conservazione in vitro, quali la conservazione a basse temperature e la crioconservazione, posto che un ulteriore impulso sia dato allo sviluppo ed al perfezionamento di procedure semplici, affidabili e di larga applicazione. In questo ambito, presso l’IVALSA, traendo vantaggio dalla vasta esperienza pregressa nel settore della micropropagazione di specie arboree, da più di vent’anni il gruppo di ricerca composto, oltre che dalla sottoscritta, dal Dr. Lambardi, dalla Dr.ssa Benelli e dalla Dr.ssa Ozudogru, conduce studi finalizzati alla conservazione della biodiversità vegetale a medio termine (conservazione in crescita rallentata) e a lungo termine (crioconservazione). In particolare, nel caso dell’olivo sono state condotte ricerche per la conservazione a bassa temperatura che hanno permesso lo stoccaggio dei germogli in vitro a 4°C in condizioni di totale oscurità fino ad 8 mesi con elevate percentuali di sopravvivenza (superiori al 90%) e con un veloce recupero dell’attività proliferativa in post conservazione.

La crioconservazione, cioè la conservazione di espianti (generalmente provenienti da coltura in vitro) in azoto liquido, alla temperatura di -196°C, ne permette la conservazione per un tempo teoricamente illimitato e in assoluta sicurezza genetico-sanitaria. Bloccando le divisioni cellulari ed i processi metabolici del materiale vegetale, la tecnica ne favorisce la conservazione, senza alterazioni o modificazioni. Recentemente, nel mondo sono state allestite diverse criobanche per la conservazione delle principali colture, quali patata, banana, melo, aglio, pero, gelso e il loro numero è sempre in costante aumento.

L’allestimento delle criobanche permette infatti di garantire la disponibilità di germoplasma e anche di geni utili per i programmi di miglioramento genetico per la produzione di cultivar di elite.

Presso l’Istituto IVALSA sono state ottimizzate le procedure di crioconservazione per diverse specie ornamentali, ortive, da frutto e forestali. Nel caso dell’olivo sono stati crioconservati diversi organi e tessuti, tra cui embrioni, tessuti embriogenici, semi e apici vegetativi. Nonostante le linee embriogeniche abbiamo dato i migliori risultati, anche gli apici vegetativi provenienti da germogli di olivo allevati in vitro possono essere crioconservati con successo utilizzando particolari accorgimenti nella procedura criogenica.

Nell’ambito di un’agricoltura moderna e sostenibile i programmi di conservazione della biodiversità si affiancano necessariamente ad adeguati programmi di difesa fitosanitaria delle colture. I danni causati da agenti patogeni infatti hanno da sempre minacciato le produzioni agricole e l'utilizzo di piante prive di patogeni è l’unico mezzo efficace e sostenibile per il controllo delle malattie. I metodi tradizionali in vitro per l'eradicazione dei patogeni includono la cultura di meristema, il microinnesto e la termoterapia seguita dalla cultura di meristema. Tuttavia, i problemi chiave di queste tecniche tradizionali ne hanno ostacolato l’applicazione, principalmente per la difficoltà di prelievo e di rigenerazione di meristemi di piccolissime dimensioni (inferiori al millimetro), per i costi e i tempi necessari per la termoterapia, per la difficolta di gestione del microinnesto e per i problemi connessi con l’incompatibilità di innesto. Pertanto, risulta auspicabile lo sviluppo di metodi più efficaci e semplici per l’ottenimento di piante prive di patagoni. In tale ambito, la crioterapia può rappresentare una promettente applicazione della tecnologia criogenica per l’ottenimento di piante risanate da virosi, fitoplasmi o batteri. Utilizzando una procedura che combina la termoterapia e la crioterapia è possibile inibire il movimento del virus verso le cellule meristematiche dell'apice vegetativo, causare la degradazione del virus e permette la sopravvivenza di un numero limitato di cellule nel domo meristematico che hanno più probabilità di essere prive di virus e quindi ottenere da queste lo sviluppo di piante virus esenti.

Rispetto ai metodi tradizionali, la crioterapia ha numerosi vantaggi, tra cui la possibilità di utilizzare espianti di maggiore dimensione e quindi di superare i problemi connessi con la difficoltà di prelievo e di rigenerazione dell’apice meristematico, la frequenza di eradicazione degli agenti patogeni è più elevata e più rapida e l'eradicazione è indipendente dalle procedure criogeniche utilizzate. Pertanto la tecnica, molto più efficiente rispetto ai metodi tradizionali, permetterebbe la produzione di piante prive di patogeni da utilizzare per una produzione agricola più sostenibile. Tuttavia, il successo di tale tecnologia è specie-specifica e necessita quindi di approfonditi studi per l’applicazione alle diverse specie di virus.

Ad oggi la crioterapia è stata applicata con successo per l’eradicazione del PPV (Plum Pox Virus) da Prunus, del GVA (grapevine virus A) in vite, del CMV (Cucumber Mosaic Virus) e BSV (Banana Streak Virus) in banana, del batterio HLB (Huanglongbing) in agrumi, del ArLV (Artichoke Latent virus) nel carciofo e di diversi virus e fitoplasmi in patata e patata dolce.

L’IVALSA ha avviato studi per l’applicazione della crioterapia anche all’olivo in considerazione sia delle alte potenzialità offerte dalla tecnica sia per il possibile attacco di virus e patogeni causato da interventi antropici non adeguati, quali la monocoltura o metodi di propagazione e operazioni colturali sanitariamente non corretti o per il diffondersi di nuovi virus e batteri favorito dai cambiamenti climatici in atto.

Bibliografia

Benelli C., De Carlo A., Engelmann F. 2013. Recent advances in the cryopreservation of shoot derived germplasm of economically important fruit trees of Actinidia, Diospyros, Malus, Olea, Prunus, Pyrus and Vitis. Biotech. Adv., 31: 175-185.
Lambardi M., De Carlo A. 2009 Tecniche ed applicazioni della criogenia alla conservazione ed al risanamento di germoplasma vegetale. Italus Hortus, 16 (1): 79-98.
Wang C.Q., Panis B., Engelman F., Lambardi M, Valkonen J.P.T. 2009. Cryotherapy of shoot tips: a technique for pathogen eradication to produce healthy planting materials and prepare healthy plant genetic resources for cryopreservation. Ann. Appl. Biol., 154: 351–363.
Wang C.B., Wang R.R., Cui Z.H., Li J.W., Bi W.L., Li B.Q., Ozudogru E.A., Volk G.M., Wang Q.C. 2014. Potential applications of cryogenic technologies to plant genetic improvement and pathogen eradication. Biotech. Adv., 32: 583–595.

Link IVALSA: www.ivalsa.cnr.it

di Anna De Carlo

Commenta la notizia

Per commentare gli articoli è necessaria la registrazione.
Se ancora non l'hai fatto puoi registrati cliccando qui oppure accedi al tuo account cliccando qui

Commenti 0