di EUGENIO GENTINETTA
Riassunto
Viene presentata l’attività di costituzione varietale sul riso, realizzata con l’impiego della mutagenesi indotta per migliorare alcuni tratti genetici delle vecchie varietà quali la taglia alta, con l’introduzione dei geni semi-dwarf. Altre varietà storiche, che rappresentano la tradizione culinaria italiana, che necessitavano di piccole modifiche, sono state migliorate per i caratteri di resistenza alle malattie, della taglia, precocità, produttività, impiegando il metodo back cross. Si sono inoltre create popolazioni sintetiche per i diversi gruppi merceologici, tondi, lungo di tipo A da parboiled, lungo di tipo A da risotti e lungo di tipo B, dalle quali sono derivate numerose varietà che hanno una importante rilevanza agronomica nei paesi europei dove si coltiva il riso.
Abstract
Mutagenesis and mono-mendelian traits in rice The activity of varietal constitution on rice is presented, carried out with the use of induced mutagenesis to improve some genetic traits of the old varieties such as the high size, with the introduction of semidwarf genes. Other historical varieties, which represent the Italian culinary tradition, which needed minor modifications, have been improved for the characteristics of resistance to diseases, size, precocity, productivity using the back cross method. Synthetic populations have also been created for the different product groups, round, long-grain type A for parboiled, long-grain type A for risotto and long-grain type B, from which numerous varieties have been derived that have an important agronomic importance in European countries where rice is grown.
PREMESSA
Il prof. Angelo Bianchi, nel ormai lontano 1992, mi propose per una posizione di breeder del riso in un ente pubblico. Trasferitomi nell’Ente il primo anno analizzai le varietà italiane e mi resi conto che queste presentavano una ridotta variabilità genetica ed erano state costituite a partire dagli anni ‘20 del secolo scorso. In Italia, le varietà japonica non possedevano geni semi-dwarf, questi geni erano stati introdotti in California negli anni ‘70 e ‘80 con mutazione indotta e pertanto sussistevano i presupposti di replicare quanto realizzato in California. Considerando il quadro varietale italiano che includeva buone varietà dal punto di vista merceologico, ma che necessitavano correzioni agronomiche, furono avviati i progetti di miglioramento sotto riportati.
ESPERIMENTO DI MUTAGENESI INDOTTA CON RAGGI GAMMA.
La creazione di variabilità genetica attraverso le mutazioni è uno degli strumenti importanti per migliorare il riso. Con la collaborazione della Casaccia (prof. Alessandro Bozzini e collaboratori), impostai una ricerca impiegando vecchie varietà di riso che presentavamo serie problematiche agronomiche. Non riporto i dettagli degli esperimenti fatti, ma tra tutte le varietà trattate quella che rispose in modo significativo fu Carnaroli. Questa era ed è considerata la migliore varietà di riso per risotti, ma con problemi agronomici quali la suscettibilità alle malattie (in particolare il Brusone), l’allettamento, dato che la pianta è alta 160-170 cm, limitavano la coltivazione a circa 800-1000 ha/annui, inoltre presenta scarsa produttività e le ariste sono molto lunghe. Un tormento per chi lo coltiva. L’obiettivo di questa ricerca era quello di trovare delle mutazioni che correggessero i più evidenti difetti. Furono trovate circa 300 mutazioni, principalmente clorofilliane, alcune presentavano assenza di ariste, granelli glabri e solo tre piante avevano taglia ridotta, circa un metro. In seguito stabilizzando le linee, si sono fatti i test di allelismo confermando che la taglia bassa era dovuta alla presenza del gene recessivo sd1. Con l’introduzione di questo gene mono mendeliano abbiamo raggiunto il principale obiettivo prefissato, l’abbassamento della taglia, che ha comportato i vantaggi che espongo brevemente. L’indice di raccolto (IR o HI) in Carnaroli è del 50%, il mutante derivato è del 70%. La differenza è stata acquisita in produzione, si è passati da una resa potenziale di 60 q/ha del Carnaroli a 90 q/ha. E tutto questo modificando un solo gene. L’espressione degli altri caratteri è uguale a Carnaroli. La varietà derivata è stata denominata Karnak. Un grande successo commerciale durato 20 anni.
ESPERIMENTI DI BACK CROSS: CARAVAGGIO, ARBORIO E VIALONE NANO
Il rilascio di Karnak ha rappresentato la fine di un progetto, che se pur importante non risolveva totalmente i problemi della varietà Carnaroli. Volendo migliorare anche le varietà Arborio e Vialone Nano che presentavano le stesse problematiche del Carnaroli si preferì ricorrere al back cross (BC). L’obiettivo di questo nuovo progetto fu quello di recuperare questi genotipi d’élite attraverso numerosi BC per ottenere un’identità genetica più vicina a quella del genitore migliorandola per caratteri agronomici e di resistenza alle avversità biotiche. La scelta del genitore con i geni desiderati è stata determinante, si è utilizzata una varietà del Nord America, lungo B, che stando alle descrizioni riportate dalla letteratura scientifica, aveva i caratteri mono mendeliani sd1, Pik, Aw, Hy, gl e alto amilosio. Dopo il primo BC, si è sviluppata la popolazione segregante e su piante scelte in F2/F3 si sono effettuati i reincroci con Carnaroli, Arborio e Vialone Nano. Su un numero significativo di piante scelte, si sono ottenuti almeno 500 semi per ogni set di incroci. Sono state sviluppate le F2 derivate, eliminando le piante alte, i genotipi suscettibili al brusone e le piante con spighette aristate, selezionando verso i fenotipi del Carnaroli, Arborio e del Vialone Nano. Sulle F2 selezionate si è incrociato ancora con Carnaroli, Arborio o Vialone Nano e si è proceduto con selezione genealogica. Il risultato sono state numerose linee che erano fenotipicamente, per tipologia di granello, simili a Carnaroli, Arborio e a Vialone Nano con tutti i caratteri scelti inseriti nel genotipo. Le linee derivate da Carnaroli sono diventate Caravaggio, Keope e Leonidas CL (dalle analisi del DNA i genotipi derivati sono simili al 98%), quelle derivate da Arborio sono diventate Grifone, Isabela, mentre quella derivata da Vialone Nano è diventata Alessio (Figg. 1 e 2). Più precisamente la varietà Leonidas CL è stata ottenuta successivamente da una sister line di Caravaggio con l’introgressione del gene CL mediante selezione assistita. I tempi per ottenere le diverse varietà sono stati lunghi, dovendo operare in presenza di caratteri sia dominanti sia recessivi, e ad ogni BC si sono analizzate migliaia di linee per resistenza al brusone, per tipo di granello e per fenotipo. Sono stati eseguiti 4 BC e le linee scelte sono diventate varietà importanti che globalmente rappresentano il 70% del mercato del Carnaroli, le varietà derivate da Arborio iscritte recentemente si avviano ad un successo commerciale, mentre la varietà derivata da Vialone Nano è tuttora in corso di iscrizione.
 |
| Figura 1 – Cultivar Caravaggio del gruppo merceologico Carnaroli (a sinistra) e cultivar Isabela del gruppo merceologico Arborio (a destra) |
 |
| Figura 2 – Cultivar Alesio (a sinistra) a confronto con Vialone nano (a destra) |
COSTITUZIONE DI POPOLAZIONI SINTETICHE
Il discorso è più complicato, quando ho iniziato ad occuparmi di riso, ho avuto un incontro con Michele Stanca che definisco, alla luce dei fatti, fantastico per gli sviluppi che in seguito ha avuto. Le indicazioni suggerite di come impostare un programma di miglioramento del riso erano molto semplici, incroci solo tra varietà produttive, realizzazione per ogni gruppo merceologico di un incrocio diallelico tra 6/7 varietà a cui seguiva un ulteriore incrocio diallelico tra le F1. In questo programma le varietà sono state scelte per caratteristiche quali resistenza alle malattie, altezza della pianta, tipo di granello, eserzione, aristatura delle glumelle, precocità, produttività. Ogni varietà apportava geni differenti: le varietà californiane i geni sd1 per la taglia bassa; le varietà italiane il tipo di granello, le resistenze e la precocità; altre linee cinesi geni di resistenza, ma tutte dovevano essere molto produttive. Il lavoro è stato molto lungo e dispendioso, ma alla fine sono state estratte diverse varietà che hanno segnato la risicoltura italiana: Augusto varietà che ha conquistato il settore merceologico dei risi da parboilizzazione e soprattutto Cammeo del gruppo merceologico del Baldo, varietà molto produttiva, con granello cristallino, alta resa alla lavorazione, resistente alle malattie, semi-dwarf e precoce. Cammeo è coltivato in tutti i paesi risicoli europei, in medio oriente e ora anche in Uruguay. In Turchia, dati del Ministero, ha rappresentato il 43 % della superficie coltivata a riso.
 |
| Figura 3 – Cultivar Cammeo del gruppo merceologico Baldo |
Con questi programmi, realizzati anche per le varietà a profilo tondo, si è ottenuta e rilasciata di recente la varietà Filippo, una super varietà per modello di pianta, con resistenza assoluta al brusone e alla siccità, con produzioni simili ai migliori ibridi.
CONCLUSIONI
I 30 anni che ormai ho dedicato al miglioramento del riso per gli ambienti temperati sono stati caratterizzati da una produzione rilevante di nuove varietà per tutti gli ambiti merceologici. Numerose hanno conquistato una rilevanza agronomica ed economica, sono state certificate negli ultimi 20 anni, circa 50.000 tonnellate di risone, che si stima abbiano dato origine a circa 2 milioni di tonnellate di riso, con un incremento della PLV a livello agricolo e industriale stimato di circa 500 milioni di euro.
Milano Sementi - Soc. Coop. Agricola, Milano. Già sperimentatore del MiPAF e dell’Ente Nazionale Risi.
Nessun commento:
Posta un commento