Marzo 2024

Resilienza e miglioramento genetico nel nuovo progetto Shield4Grape

Obiettivo del progetto è migliorare le capacità dei sistemi viticoli nel combattere le malattie fungine (peronospora, oidio e mal dell’esca) in un contesto di cambiamento climatico, utilizzando approcci più sicuri e sostenibili applicati a nuovi genotipi di vite, per arrivare a una migliore salvaguardia del territorio, della salute umana, degli agricoltori, della popolazione residente nelle aree viticole e dei consumatori

Resilienza e miglioramento genetico nel nuovo progetto Shield4Grape

Silvia Gario

Al Castello di Grinzane Cavour il 23 Febbraio scorso si è tenuto il convegno dedicato alla presentazione del Progetto Shield4Grape: “Breeding and integrated pest management strategies to reduce reliance on chemical pesticides in grapevine” (n.d.r. ne trattiamo anche sul numero di marzo  appena uscito nella rubrica Osservatorio Progetti).

L’ambizioso programma di ricerca, finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito della call of proposal HORIZON-CL6-2023-BIODIV-01-14 (Biodiversity friendly practices in agriculture – breeding for Integrated Pest Management), è iniziato il 1 Febbraio di quest’anno e verrà coordinato dall’Istituto per la Protezione Sostenibile delle Piante del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IPSP) di Torino, nella persona di Giorgio Gambino che ne ha illustrato i particolari e gli obiettivi.

Fra gli obiettivi del Green Deal europeo vi sono anche quelli di ridurre l’uso dei prodotti chimici per la difesa delle piante e tra le altre priorità troviamo la salvaguardia della biodiversità degli ecosistemi e la riduzione dell’inquinamento di aria, acqua e suolo.

La call of proposal del programma Horizon Europe richiede che la biodiversità, le strategie di gestione integrata delle culture e le nuove tecniche di miglioramento genetico vengano unite per migliorare la gestione delle colture.

“Il settore vitivinicolo è uno dei più rilevanti in Europa ed è fortemente connesso con il contesto socio-culturale. Qui troviamo una grandissima biodiversità: il genere Vitis con 80 specie diverse è ricco di variabilità genetica e all’interno della specie Vitis vinifera si stimano circa 6000 varietà di vite diffuse attualmente a livello globale” spiega Gambino.

Data l’estensione della sua superficie la vite risulta essere una delle colture col maggiore impatto ambientale in relazione all’uso di agrofarmaci. Inoltre pur essendoci una grande biodiversità, le varietà in realtà utilizzate sono relativamente poche: una stima dell’OIV del 2017 dice che nei 15 paesi con la maggior superficie vitata mondiale, il 60% dei vigneti sono occupati da solamente 10 varietà.

“Questo è un problema perché quando si devono affrontare le conseguenze dei cambiamenti climatici, non solo l’aumento delle temperature e dello stress idrico, ma anche il comportamento dei patogeni, per combatterli manca l’arma della diversità ” aggiunge Gambino.

Il progetto Shield4Grape coinvolge 16 istituzioni fra gruppi di ricerca e stakeholders locali, 7 Paesi Europei mediterranei e vocati alla viticoltura (Italia come capofila coordinatore, Francia, Spagna, Portogallo, Ungheria, Grecia, Cipro), con il supporto esterno dell’OIV e prevede una durata di 36 mesi.

L’obiettivo primario del progetto è il miglioramento della resilienza dei sistemi viticoli nei confronti delle malattie fungine in un contesto di cambiamento climatico, utilizzando approcci più sicuri e sostenibili applicati a nuovi genotipi di vite, per arrivare a una migliore salvaguardia del territorio, della salute umana, degli agricoltori, della popolazione residente nelle aree viticole e dei consumatori. Le soluzioni ricercate uniscono la strategia di difesa integrata (IPM) al miglioramento genetico, attraverso la combinazione di nuove conoscenze che vanno dalla patologia, alla genetica e alla genomica. I tre target principali saranno: peronospora, oidio e mal dell’esca.

L’obiettivo generale sarà diviso in 6 linee di ricerca: valorizzazione della biodiversità della vite, identificazione dei nuovi tratti genetici ed epigenetici coinvolti nelle risposte di difesa, miglioramento genetico per la resistenza alle malattie, strategie di difesa a basso impatto ambientale applicate a genotipi tolleranti, aumento della consapevolezza dei benefici derivanti dall’utilizzo di genotipi tolleranti insieme alle pratiche di difesa integrata in viticoltura, supporto e formazione di viticoltori e consulenti.

Davide Viglino, Direttore di Vignaioli Piemontesi

Conclusa la parte introduttiva sulle finalità del progetto è la volta di Davide Viglino, di Vignaioli Piemontesi, che affronta l’allarmante argomento dell’impatto del cambiamento climatico sulla viticoltura piemontese: “Voglio rimarcare quanto importante e attuale sia l’avvio di questo progetto per poter salvaguardare la nostra agricoltura. Già nel 2021 la Vignaioli Piemontesi durante la presentazione dell’annata vitivinicola aveva posto il problema della crisi climatica e dell’inversione di rotta del clima dei prossimi decenni, ma due anni dopo siamo stati catapultati in questo estremo cambiamento climatico con un 2022 e un 2023 eccessivamente siccitosi”.

Dai dati presentati si evidenzia che il trend delle temperature sia nel 2022 che nel 2023 è molto più alto della media stagionale e che le precipitazioni sono state ben al di sotto della stessa media. “Nei prossimi anni il settore vinicolo dovrà affrontare la problematica idrica, l’ulteriore innalzamento delle temperature e le ondate di calore”  prosegue Viglino. “Tutto ciò comporta una perdita quantitativa e qualitativa della produzione delle uve e una conseguente perdita dello stile e della tipicità dei vini. Sono assolutamente necessarie strategie sia a breve che a lungo termine”.

Segue quindi il contributo di Irene Perrone, ricercatrice del CNR IPSP, che spiega la tecnica del Genome Editing per il miglioramento genetico delle viti da vino: “I genotipi da vino sono varietà storiche di vite che hanno creato interazioni uniche con il terroir e che hanno degli assetti genetici assolutamente preziosi che vorremmo mantenere tali, ma il miglioramento genetico non si può fermare, in quanto la natura non si ferma: gli stress ambientali si intensificano, i patogeni si evolvono e le difese della vite sono ferme”.

Un metodo di miglioramento genetico che abbiamo a disposizione è il breeding tradizionale: nella nuova varietà viene introdotto attraverso un programma di incroci il tratto di resistenza di interesse voluto da una specie diversa del genere Vitis, ma ne scaturisce un cambiamento tale del genoma per cui il genotipo di partenza non risulta più essere lo stesso.

Questo tipo di tecnica dà vita a delle varietà nuove, dotate di resistenza per specifici patogeni, anche se la necessità di un numero limitato di trattamenti anticrittogamici permane.

“Si tratta però di un approccio poco adatto a risolvere i problemi della vitivinicoltura DOC e DOCG per la quale abbiamo bisogno di una strategia che salvaguardi il patrimonio varietale locale” – prosegue Irene Perrone – “Esistono metodi di miglioramento genetico innovativi più adatti a questo tipo di realtà e abbiamo le competenze e le conoscenze per applicarli”.

Somacloni in screenhouse, crediti fotografici  CNR IPSP

Al CNR è stata sviluppata negli anni una piattaforma di miglioramento genetico della vite che si serve di diversi approcci (TEA e somacloni) allo scopo di ottenere viti migliorate geneticamente e che abbiano una maggiore tolleranza e resistenza agli stress biotici e abiotici.

Con le tecniche di genome editing il DNA delle cellule viene tagliato e modificato in modo sartoriale fino a ottenere una pianta editata che, spiega Perrone “sarà un clone identico a quello della varietà di partenza salvo che per il carattere d’interesse migliorato: non sono presenti inserzioni di DNA estraneo, ma unicamente il DNA della cellula modificato”.

Nasce ora l’esigenza di testare il comportamento delle piante editate non solo in vaso, ma anche in campo.

Si avvicenda quindi la collega ricercatrice Chiara Pagliarani del CNR per parlare ancora di un ulteriore approccio per la generazione di nuovi genotipi migliorati di vite e cioè l’embriogenesi somatica, che ha diverse applicazioni: “Quello che viene sfruttato è l’induzione di mutazioni del DNA che avvengono spontaneamente durante il processo di rigenerazione del callo embriogenico e la formazione  dell’embrione nella moltiplicazione in vitro della piantina. Quindi viene sfruttata questa variabilità che si forma naturalmente andando ad analizzare se all’interno della popolazione si possono individuare degli organismi che rispondono meglio alle condizioni di stress”.

La popolazione di somacloni di un clone specifico, composta da un numero considerevole di piante, viene sottoposta ad esempio a stress idrico e il comportamento fisiologico di risposta di ciascuna pianta viene monitorato, individuando i somacloni più resilienti.

Importante sarà analizzare i profili di espressione dei geni legati alla difesa e alla risposta allo stress e il sequenziamento del genoma, per capire a livello di DNA quali delle mutazioni avvenute possano controllare questi tratti di resistenza allo stress.

Questo è un buon esempio di implementazione dei programmi di selezione clonale tradizionale.

Prende quindi la parola Luca Nerva del CREA Viticoltura ed Enologia di Conegliano che introduce il delicato argomento sulla situazione presente e  futura della lotta al mal dell’esca, parlando dei mezzi tecnici disponibili e delle prospettive della ricerca.

“Purtroppo esistono alcune problematiche per le quali neanche il miglioramento genetico ci può aiutare, questo perché mancano una serie di informazioni necessarie per poter operare con queste nuove tecnologie” spiega Nerva. Per quanto riguarda i metodi di intervento contro questa malattia della vite sappiamo che le potature non curano, ma possono essere realizzate in modo da favorire un miglior flusso della linfa nei vasi. I rimedi attuali sono in realtà delle tecniche di prevenzione dall’infestazione: trattamenti chimici sulle ferite di potatura e applicazione di Tricoderma, che va fatta fin da quando l’impianto è giovane.

Nerva riferisce quindi di un nuovo lavoro iniziato con il monitoraggio pluriennale di vigne con piante ultra ventennali in cui alcune di esse non avevano mai manifestato sintomi di mal dell’esca e proseguito chiedendosi quale fosse il fattore determinante per cui alcune piante fossero colonizzate e altre no. Quello che ne è risultato è che il portinnesto aveva un ruolo fondamentale: il portinnesto e il nesto si influenzano vicendevolmente e se si mette un nesto suscettibile su un portinnesto tollerante diminuisce la tolleranza. “Si sono anche studiati i microorganismi associati al legno delle piante, creandone una bio-banca e ne sono stati trovati alcuni in grado di bloccare la crescita dei patogeni del mal dell’esca” aggiunge Nerva.

Lara Agnoli, Burgundy School of Business

Dopo la relazione sulle interessanti scoperte riportate dal ricercatore del CREA, è la volta dell’ultima relatrice, Lara Agnoli della Burgundy School of Business di Dijon, che affronta gli effetti socio-economici dell’applicazione di nuovi genotipi in viticoltura sia dal punto di vista del produttore che da quello del consumatore.

Compito della BSB, all’interno del progetto Shield4Grape, sarà quello di cercare di capire quali variabili e strategie prendere in considerazione per far sì che il produttore adotti questo nuovo tipo di tecnologie e per incentivare il consumatore ad accettarle.

“La difficoltà è che abbiamo a che fare con un settore tradizionale per antonomasia e l’introduzione di novità in alcuni casi è visto come qualcosa di non positivo” afferma Lara Agnoli.  Inoltre per quanto riguarda il consumatore ci troviamo di fronte a diversi livelli di accettazione a seconda delle diverse parti del mondo.

“La parte importante sarà come comunicare al consumatore che il prodotto non solo non è dannoso alla salute, ma fa anche bene all’ambiente” – prosegue Lara Agnoli – “essendo la conoscenza, sia percepita che oggettiva, delle nuove tecnologie molto bassa. L’informazione e la trasmissione di conoscenza giocheranno un ruolo chiave” conclude Agnoli.