Genetica, genomica e agricoltura

Nell'ultimo secolo, la conoscenza delle leggi genetiche che regolano la trasmissione dei caratteri e la scoperta del DNA hanno aperto la strada alla manipolazione del DNA stesso, allo scopo di migliorare geneticamente le piante coltivate per ottenere mutanti più produttivi e più adatti ai diversi ambienti.

Il primo tentativo di velocizzare la creazione di variabilità genetica si è avuto dopo la prima guerra mondiale, con l’avvento della mutagenesi sperimentale, introdotta in Italia da Francesco D’Amato, primo professore ordinario di Genetica Agraria in Italia e già Professore Emerito di questo Ateneo, di cui il 10 ottobre ricorre il centenario della nascita.

Successivamente, con lo sviluppo delle scienze bio-molecolari sono state stabilite nuove metodologie di miglioramento genetico, come la cosiddetta "ingegneria genetica", che consiste nella produzione di varietà modificate mediante l'inserzione nel genoma di singoli geni di specie diverse.

Negli ultimi quindici anni, si è poi assistito all'affermazione della genomica, che ha permesso di ottenere la sequenza completa del genoma di numerose specie di interesse agrario come riso, mais, pomodoro, patata, vite, pioppo e altre. Nelle specie coltivate, il sequenziamento del genoma consente e consentirà una sempre più efficace adozione di pratiche di selezione assistita da marcatori molecolari, la Marker Assisted Selection che consente una selezione molto più mirata e precisa delle caratteristiche utili.

Grandi prospettive, sempre legate all’uso della genomica, vengono poi aperte dalla tecnica del genome editing, che consente, una volta individuato il gene coinvolto in un determinato carattere, di inattivarlo o di modificarlo in modo da modificare lo stesso carattere, rendendo il processo della mutazione non casuale, ma specifico, con il vantaggio di velocizzare il miglioramento genetico in modo da poter rispondere in tempi brevi agli scenari futuri dell’agricoltura, in cui si possono prevedere una domanda maggiore di produzione alimentare e variazioni anche drastiche degli ambienti agricoli.

Lo sviluppo e le prospettive di queste metodologie genetiche per l’agricoltura costituisce l’argomento di cui si occupa una giornata di studio, organizzata dal Prof. Andrea Cavallini, ordinario di Genetica Agraria presso il Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali, in cui, partendo dall’esperienza di Francesco D’Amato nell’ambito della mutagenesi sperimentale, verranno affrontati i più moderni aspetti della genetica applicata, dall’analisi e utilizzazione della biodiversità, alle piante transgeniche, fino all’uso della genomica per il miglioramento genetico e al “genome editing”, illustrando la rivoluzione che questa scienza ha conosciuto nel corso degli ultimi 60 anni. All’incontro parteciperanno, oltre al Prof. Cavallini, i Proff. Enrico Porceddu (Accademico dei Lincei), Mario Enrico Pè (SSSUP S. Anna), Bruno Mezzetti (Università Politecnica delle Marche), Michele Morgante (Università di Udine) e Maria Ercolano (Università Federico Secondo, Napoli). 

Programma

ore 9.10: Indirizzi di saluto

ore 9.25: Andrea Cavallini (Università di Pisa)
"La mutagenesi e il miglioramento genetico delle piante - L'esperienza di Francesco D'Amato"

ore 9.55: Mario Enrico Pè (SSSUP S. Anna, Pisa)
"La biodiversità per il miglioramento genetico"

ore 10.35: Bruno Mezzetti (Università Politecnica delle Marche, Ancona)
"Evoluzione della mutagenesi: la trasformazione genetica nelle piante"

ore 11.15: Coffee break

ore 11.30: Michele Morgante (Università di Udine)
"Genomica e Agricoltura: dal sequenziamento dei genomi al miglioramento genetico"

ore 12.10: Maria Ercolano (Università di Napoli Federico II)
"La mutagenesi sito-diretta: il genome editing"

ore 12.50: Enrico Porceddu (Accademia Nazionale dei Lincei)
Considerazioni conclusive