Migliorare la produttività
delle orticole attraverso l'adozione di pratiche agricole biologiche e sostenibili.
Questo l'obiettivo principale del progetto Bresov (Breeding for Resilient, Efficient and Sustainable Organic Vegetable production), coordinato da Ferdinando Branca, professore associato del Dipartimento di agricoltura, alimentazione e ambiente (Di3A) dell'Università di Catania. Il progetto, terminato dopo 60 mesi di attività, ha coinvolto 22 partner, europei e non.
Il progetto Bresov si è concentrato, in particolare, sulla produzione biologica di cavolo broccolo (Brassica oleracea L. var. italica), pomodoro (Solanum lycopersicum L.) e fagiolo mangiatutto (Phaseolus vulgaris L.), poiché queste colture rivestono un ruolo fondamentale nell'ambito della sicurezza alimentare e nutrizionale globale.
Inoltre, si integrano bene in orticoltura biologica e possono essere avvicendate grazie alle caratteristiche peculiari dei loro apparati radicali e del ruolo svolto nel mantenimento e nel miglioramento della fertilità del suolo.
Coinvolta la filiera
Nel corso del progetto è stata valutata la variabilità fenotipica e genetica espressa dalle tre specie al fine di aumentare la loro produttività. L'approccio adottato ha coinvolto attivamente agricoltori, servizi di consulenza, istituti di ricerca, aziende sementiere e di produzione di mezzi per agricoltura biologica, e industrie alimentari provenienti da diverse regioni geografiche e climatiche in Europa e in paesi al di fuori dell'Ue.
Valutazione della variabilità genetica nel biologico
Le linee di preselezione e selezione delle tre specie sono state sviluppate in sistemi di coltivazione biologici, seguendo un programma di avvicendamento delle tre colture annuali.
Le nuove varietà sono state selezionate per:
- la loro efficienza nella crescita in condizioni di stress idrico, salino e termico;
- la resistenza a patogeni e parassiti;
- le qualità organolettiche;
- le prestazioni post raccolta;
- le proprietà nutrizionali e nutraceutiche.
Queste ultime includono il contenuto di composti bioattivi con attività antiossidante e preventiva contro numerose malattie cronico-degenerative umane, tra cui i glucosinolati, i polifenoli, l'acido ascorbico e le vitamine.
Il progetto ha incluso anche landraces (LR) e crop wild relatives (Cwr) forniti dai partner per attività di preselezione e selezione.
Una "landrace" è una popolazione di piante che si è adattata in modo naturale e si è evoluta in risposta alle condizioni ambientali e agricole locali di una specifica regione geografica rappresentando, quindi, un’importante risorsa.
Altrettanto utili i Cwr, parenti selvatici delle tre specie oggetto di studio che sono strettamente imparentate con le colture addomesticate e, pertanto, possono contenere geni per la resistenza alle malattie, la tolleranza alla siccità, la resistenza alle condizioni avverse e altre caratteristiche utili.
Radici e microbioma
Un approccio innovativo ha aiutato a identificare i tratti di interesse legati alla zona radicale e alla crescita delle radici, al fine di favorire una migliore interazione con il suolo biologico e il suo microbioma.
Questo approccio e i risultati ottenuti garantiscono una maggiore efficienza nell'uso delle risorse (per esempio l'efficienza d’uso dell’acqua e dell’azoto) e nella produttività, contribuendo al rafforzamento del settore della produzione di sementi per la coltivazione biologica e fornendo un modello per il miglioramento di altre colture.
Gli studi sul genere Brassica
Nello specifico, l’Università di Catania in collaborazione con il consiglio per la ricerca in agricoltura e specie ornamentali (Crea Of) e il centro ricerca ingegneria e trasformazioni alimentari (Crea It), si è occupata del genere Brassica (broccoli, cavolo da foglia, cavolfiore). occupandosi della selezione relativa alle proprietà nutrizionali (capacità antiossidante, contenuto in glucosinolati, polifenoli); alla resistenza a stress idrico per accumulo di glucosinolati; alla resistenza Xanthomonas campestris e alla selezione per compattezza, forma e colore di breeding line.
Sempre per il genere Brassica (broccoli):
- la Zhejiang Academy of Agricultural Sciences cinese si è occupata della selezione per il colore e la crescita della pianta oltre che la resistenza a Alternaria brassicicola; l’Università di Liverpool ha impiegato lo SPAD index per la selezione in condizioni di allagamento;
- il Beijing Vegetable Research Center cinese ha effettuato la selezione per crescita della pianta e resistenza a stress abiotici;
- il Crop Research Institute della Repubblica Ceca si è concentrato sulla resistenza a Hyaloperonospora parisitica.
Gli studi sul pomodoro
Per quanto riguarda il pomodoro, l’Università Politecnica di Valencia in collaborazione con il Crea e il Zhejiang Academy of Agricultural Sciences hanno condotto le prove per la selezione della resistenza a:
- ToMV (Tm22 gene);
- Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (I2 gene);
- Verticillium dahliae (Ve1 gene);
- TSWV (Sw5 gene) in omozigosi;
- tomato yellow leaf curl virus (TYLCV);
- tomato root-knot nematode;
Inoltre, sono stati considerati gli aspetti relativi alle:
- dimensioni e peso frutto;
- resa e contenuto in solidi solubili;
- crescita indeterminata, precocità, uniformità dei frutti e basso tasso di cracking.
Gli studi sul fagiolo mangiatutto
Per quanto riguarda il fagiolo mangiatutto, la ricerca ha permesso di selezionare cultivar con resa elevata considerando le proprietà nutrizionali (capacità antiossidante, contenuto in proteine, fenoli e flavonoidi totali, alto contenuto zuccherino).
Messe sotto la lente anche la precocità in condizioni di agricoltura biologica e l’aspetto fitopatologico, concentrandosi sui sintomi di malattia in campo mediante valutazione visiva e resistenza ad antracnosi, Pythium e muffa bianca.
La collaborazione in questo caso ha coinvolto:
- Crea;
- Università Politecnica delle Marche;
- Regional agrifood Research and development service (Spagna);
- Vegetable research and development station Bacau (Romania);
- National research institute for agriculture, food and environment (Francia);
- Zhejiang academy of agricultural sciences (Cina);
Selezionati 179 genotipi
I risultati del progetto contribuiscono a migliorare la competitività dei broccoli, dei fagioli mangiatutto e dei pomodori biologici.
- Sono state genotipizzate e fenotipizzate circa 2000 accessioni delle collezioni centrali di Bresov e i set di breeding delle tre specie.
- Sono stati selezionati e rilasciati 179 genotipi (linee di prebreeding/breeding, Ohm) di broccoli, fagioli mangiatutto e pomodori, alcuni dei quali sono pronti per essere registrati nel catalogo Ue delle varietà biologiche (Reg. UE 848/2018). Per questi nuovi materiali, l'interazione con le condizioni ambientali di diversi paesi europei ha permesso il miglioramento delle prestazioni agronomiche delle colture e della qualità della produzione.
- Sono state inoltre fornite raccomandazioni ai selezionatori, coltivatori e agricoltori sulle linee di prebreeding/breeding e sui materiali eterogenei biologici (Meb), adattati localmente piuttosto che globalmente all'agricoltura biologica.
Protocolli di coltivazione
Il futuro del breeding biologico nei Paesi dell'Ue e all'estero beneficerà anche dei 275 nuovi strumenti di genotipizzazione (marcatori molecolari, QTL e geni) identificati.
Inoltre, il progetto ha permesso di diffondere protocolli di produzione per quanto riguarda:
- genotipi;
- data di semina;
- densità di coltivazione;
- raccolta del prodotto;
- bioinoculanti;
- nutrizione delle piante.
I protocolli serviranno ad aumentare la quantità e la qualità della produzione di semi delle tre colture, nonché per rilevare e proteggere i semi dalle undici malattie chiave individuate.
I risultati ottenuti permetteranno di aumentare la disponibilità di semi biologici di alta qualità. Rafforzeranno, inoltre, l'accessibilità e la fiducia nei sistemi agricoli biologici attuali e futuri nell'Ue e all’estero.
Sono state infine messe le basi per ampliare l'adattabilità delle colture di broccoli, fagiolo mangiatutto e pomodori nei sistemi di coltivazione biologici, migliorando l'interazione tra le nuove cultivar e il microbioma del suolo.
