L'attività persegue l'obiettivo dell'ottimizzazione
della resa attraverso il miglioramento delle componenti la produzione, della
qualità e della stabilità delle nuove cultivar.
a) costituzione di ibridi
convenzionali. Il lavoro consiste nella costituzione di nuove popolazioni F2
da utilizzare per l'estrazione di linee ristoratrici della fertilità pollinica
(R), maintainer (B) e, conseguentemente, maschiosterili (A), da valutare, con
un ampio lavoro di incroci, tramite test-cross per attitudine combinatoria generale
(AGC) e reperire, così, linee da utilizzare in successivi programmi di
selezione o incrocio per ottenere F1 commerciali.
Sui prodotti di incrocio viene altresì effettuata la verifica del valore
intrinseco e della loro attitudine specifica alla combinazione (ASC), espressione
della suscettività a dare vita a buoni ibridi commerciali.
Le centinaia di test-cross risultanti dal lavoro di incrocio manuale vengono
preliminarmente valutate in asciutto ed irriguo in parcelle ridotte; il valore
delle migliori combinazioni viene ulteriormente verificato in prove pluriennali
in 2 località del nord e centro Italia. Da queste sono emersi genotipi
con performace produttive non diverse statisticamente da quelle dei migliori
controlli commerciali in grado di soddisfare, per le proprie peculiarità,
più esigenze di pianificazione colturale. Nove di queste varietà
sono approdate all'iscrizione al Registro Nazionale delle Varietà;
b) costituzione di ibridi alto oleico. Dal 1997 è stato intrapreso un processo di selezione di linee maintainer e ristoratrici alto oleico a partire da popolazioni F3 fornite dall'Istituto de Agricoltura Sostenible di Cordoba (Spagna e da popolazioni F2 di ibridi commerciali. Il materiale, sottoposto a screening preliminare per il contenuto in acido C18:1, in base a rifrattometria, e ad uno successivo per resistenza alla peronospora, ha permesso l'individuazione di 58 linee impollinanti (B) e 43 ristoratori (R) che sono stati valutati per attitudine combinatoria con un tester convenzionale ad elevata AGC; le 5 migliori linee B sono state avviate ad un programma di reincrocio per la costituzione delle rispettive linee maschiosterili citoplasmatiche (CMS). Anche per gli RHA è stato adottato lo stesso metodo di valutazione che ha portato all'individuazione di buoni individui con combinazioni specifiche interessanti, una delle quali Crono è approdata alla registrazione nel 2003. Il lavoro continua annualmente con la produzione di popolazioni valutate in prove di progenie per la selezione di linee superiori con buona AGC e ASC. Parallelamente è iniziato un lavoro di trasferimento del carattere alto oleico attraverso l'incrocio tra linee convenzionali sia R che B con buona attitudine alla combinazione, già in dotazione, con linee già dotate di questo carattere, successivi incroci di ritorno con i ricorrenti comuni e individuazione dei semi eterozigoti per tale carattere tramite gascromatografia su ½ seme. Tale tecnica viene anche utilizzata per l'effettuazione delle verifiche dell'omozigosi del carattere in progeny test su linee in selezione;
c) selezione per la resistenza ad alcune avversità biotiche ed abiotiche. Pur non essendo obbligatoria in Italia, come, invece, in Francia, la resistenza alla peronospora rappresenta un utile, se non indispensabile, prerogativa per ogni ibrido commerciale. Di qui l'importanza di selezionare per tale carattere a partire dalla costituzione delle linee inbred. Il saggio di resistenza sul materiale in miglioramento viene realizzato infettando germi di girasole con radichetta di almeno 5 mm posti per almeno 3 ore in una sospensione di zoosporangi, prelevati da piante malate, da trapiantare in vaso e su cui valutare la comparsa della malattia, una volta raggiunto lo stadio di almeno 2 foglie vere. La prontezza di sviluppo del girasole, così come gli accorgimenti in grado di sottrarre le fasi fenologiche più sensibili (fioritura e riempimento degli acheni) allo stress idrico, possono risultare strategie determinanti nel successo della coltura anche in ambienti particolarmente difficili. È in atto uno studio sulla relazione tra precocità di emergenza in condizioni sub ottimali di temperatura e resistenza al freddo e produttività in popolazioni F3 derivanti da ibridi commerciali;
d) collezione e conservazione del germoplasma. Il lavoro di miglioramento genetico, in atto ormai da numerosi anni, ha consentito la costituzione di numerose linee ristoratrici, maintainer e maschiosterili, dotate di buona attitudine combinatoria di cui, insieme ai parentali delle combinazioni ibride registrate e delle più interessanti sperimentali, la Sezione provvede a conservare un rappresentativo campione di seme eseguendo le moltiplicazioni conservative in isolamento spaziale e/o temporale;
e) nuovi indirizzi di selezione. Viene effettuata
contestualmente la selezione di linee oleico e basso linoleico, alto oleico e
alto palmitico, oppure solamente alto palmitico e/o stearico o alto gamma linoleico.
Sono in corso anche la costituzione di linee restorer confectionary, la selezione
per bassa incidenza del tegumento seminale sul peso dell'achenio, quella per
alto contenuto di proteine e d'olio nella mandorla e la selezione per alto contenuto
di tocoferoli.
Contatti:
Dr. Domenico Laureti, d.laureti@isci.it
Dr. Andrea Del Gatto, a.delgatto@isci.it
P.A. Piergiorgio Angelini, p.angelini@isci.it
a) selezione linee ginoiche. Il miglioramento ha avuto inizio con l'autofecondazione e selezione di materiale esotico avuto dagli Stati Uniti (Mc Nair 506, Pacific, Hale, Dale, Lynn, CNES-1) e da Israele (H 22) e, solo a metà degli anni 90, dalla Francia (HD 912, H 531, HD 913, Pronto). L'attività è stata volta alla selezione di linee femminili ginoiche che, insieme ai geni per la femminilità (ff), presentassero anche quelli modificatori che esprimessero fiori maschili in ambienti con ridotte temperature, rimanendo femminili con temperature più alte. Dal materiale di partenza sono state selezionate 15 linee dotate di buona AGC;
b) selezione linee monoiche. Dal lavoro di breeding
sono state ottenute circa 46 linee monoiche, anche interspersed (con fiori di
entrambi i sessi presenti lungo tutto l'asse del racemo), dotate di buona AGC
e ASC, alcune delle quali, combinate con le linee femminili ginoiche, producono
ibridi
competitivi con le migliori costituzioni francesi e israeliane. In particolare,
l'ultimo iscritto, Negus, presenta una taglia contenuta (dwarf) accompagnata
da una buona stabilità produttiva e buon contenuto di olio;
c) introduzione dell'alto peso del seme e del carattere interspersed (II) nelle
linee impollinanti;
d) introduzione e selezione del peduncolo ramificato della capsula in linee femminili
e monoiche.
Contatti:
Dr. Domenico Laureti, d.laureti@isci.it
Dr. Anna Maria Fedeli, a.fedeli@isci.it
Lorella Mangoni, l.mangoni@isci.it
a) analisi genetico-molecolare per la resistenza alla siccità. E' stato identificato un numero importante di marcatori morfologici, anche se ci si è accorti della scarsità di genotipi donatori dei principali componenti della resistenza alla siccità, come il carattere stay-green. Dal 2001, le investigazioni in questo campo, in collaborazione con il professore Carlo Lorenzoni della Facoltà di agraria dell'Università cattolica di Piacenza, hanno previsto l'allevamento e la valutazione, con e senza stress idrico, in pieno campo. Il materiale stay-green e quello senescente sono poi stati incrociati e la progenie usata per l'identificazione delle regioni cromosomiche che controllano i caratteri coinvolti nella tolleranza alla siccità. E' stato identificato un certo numero di QTLs che dovrà essere confermato in prove multilocali e poliennali con almeno due popolazioni prima di iniziare il programma di introgressione dei caratteri d'interesse;
b) resistenza alla siccità in laboratorio ed in pieno campo e valutazione della produttività del sorgo da biomassa. L'impatto dello stress idrico sulle produzioni del sorgo varia a seconda dello stadio di sviluppo della pianta, il che giustifica la necessità di disporre di un materiale tollerante alla siccità allo stadio di plantula, prima e dopo l'antesi. Le accessioni, essenzialmente di origine tropicale, sono valutate, con e senza stress idrico, a diversi stadi di sviluppo, per individuare i genotipi resistenti e più produttivi nelle condizioni di carenza, adatti agli ambienti mediterranei, caratterizzati da precipitazioni scarse ed erratiche;
c) valutazione della tolleranza alle basse temperature, produzione di biomassa e di zuccheri non strutturali. La crescita e lo sviluppo del sorgo sono compromessi qualora le temperature scendano sotto i 16 °C. La variabilità genetica di questa pianta per la tolleranza alle basse temperature dalla germinazione allo sviluppo della plantula è stata riportata in letteratura. L'allevamento di tipi tolleranti al freddo permetterebbe l'estensione della coltura nelle aree a più alte latitudini e l'anticipo delle semine nelle zone tradizionali, ciò permetterebbe anche l'adozione delle varietà tardive più produttive senza compromettere le esigenze dell'avvicendamento colturale. Il materiale viene valutato per l'attitudine a germinare a 6 °C in laboratorio e in due semine, di cui una in epoca normale (inizio aprile) e l'altra con 1-2 mesi di anticipo;
d) selezione per la resistenza alle malattie fogliari. L'Exserohilum turcicum, Colletotrichum graminicola, Cercospora sorghi, Gloeocercospora sorghi, Pseudomonas andropogonis, e Xanthomonas campestris sono state costantemente osservate in sorgo nelle condizioni dell'Italia centro-meridionale. I danni da questi microrganismi possono tradursi in una drastica riduzione della produzione e/o della qualità del prodotto. Una accessione selvatica resistente è stata incrociata con una varietà ad alto potenziale di produzione di biomassa aerea, ma sensibile alle malattie fogliari maggiormente causate dai agenti sopra elencati. La selezione genealogica per la resistenza alle avversità biotiche è applicata su di una larga popolazione in segregazione;
e) valutazione della produzione della biomassa in ibridi sperimentali in tre densità di semina. Sotto il profilo della densità, i dati attualmente in letteratura presentano discrepanze, ma l'interazione genotipo x ambiente è costantemente osservata. Dal 2003 è stata intrapresa una sperimentazione per confrontare tre investimenti (10, 20, e 30 piante m-2), in due ibridi. Vengono valutati i caratteri morfo-fisiologici e, soprattutto, la suddivisione della biomassa nelle foglie, nei culmi e nei pannicoli;
f) analisi dell'attitudine combinatoria. Un top cross è stato effettuato con incroci manuali usando un impollinatore a larga base genetica e 11 linee a citoplasma sterile prodotte dall'ICRISAT (India). Gli ibridi F1 consentiranno di valutare il valore dei CMS nelle combinazioni e saranno messi a confronto con quelli attualmente in uso commerciale;
g) moltiplicazione delle linee maschiosterili citoplasmatiche (CMS) e rispettivi maintainer. La produzione d'ibridi F1 in larga scala obbliga di disporre di linee CMS che vengano regolarmente riprodotte soprattutto quando le condizione di conservazione non sono idonee. Ogni anno questo Istituto mantiene un crossing bloc ove vengono moltiplicate le linee A e B.
Contatti:
Dr. Domenico Laureti, d.laureti@isci.it
Dr. Ephrem Habyarimana, e.habyarimana@isci.it
Lorella Mangoni, l.mangoni@isci.it
a) selezione di Brassica napus e B. carinata per produttività e alto o basso erucico. L'attività è iniziata nel 1999 attraverso autofecondazione e incrocio di alcune cultivar commerciali e successiva selezione per pianta fila. L'incrocio è stato realizzato entro Brassica napus e tra B. napus e carinata. Da quest'ultima combinazione sono state ottenute due linee alto erucico, attualmente in valutazione agronomica e in selezione per il livello dell'acido grasso con la tecnica del mezzo seme;
b) ricerca di fattori genetici di maschiosterilità e ristorazione in B. spp. Nell'autofecondazione di B. napus sono state osservate piante maschiosterili che, incrociate con alcune B. carinata, non hanno prodotto seme. Nel 2004 le piante maschiosterili sono state lasciate liberamente impollinare nella nursery, contenente B. napus, B carinata e B. juncea, ottenendo seme;
c) collezione e conservazione di germoplasma di B. carinata. Avendo individuato in B carinata la specie oleaginosa migliore, si è proceduto a mantenere le accessioni riproducendole sotto isolatore.
Contatti:
Dr. Domenico Laureti, d.laureti@isci.it
Lorella Mangoni, l.mangoni@isci.it