Riproduzione controllata delle piante

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Introduzione

Riproduzione controllata delle piante Applicazione pratica di principi genetici allo sviluppo e al miglioramento delle varietà agricole e orticole. Con le tecniche di riproduzione controllata gli orticoltori riescono ad adattare vecchie colture a nuove zone, a sperimentare nuovi utilizzi, a incrementare la produzione, ad aumentare la resistenza alle malattie, a potenziare il valore nutritivo, a esaltare il sapore di frutta e ortaggi e a sviluppare caratteristiche utili per l'immagazzinamento, la spedizione e il trattamento industriale degli alimenti. L'introduzione, negli anni Sessanta, di varietà selezionate e diversificate di grano e riso nei paesi sottosviluppati, ha dato inizio alla cosiddetta 'rivoluzione verde'. Per quanto riguarda, invece, le piante ornamentali, fin dall'antichità i floricoltori si sono adoperati per sviluppare varietà con caratteristiche quali un maggior vigore o fiori di forme, colori e dimensioni svariate.

I primi metodi di miglioramento delle colture, utilizzati dagli agricoltori fin dall'età della Pietra, erano basati su sistemi di selezione, per cui, a ogni raccolto, dalle piante migliori venivano scelti i semi più grandi, che sarebbero poi serviti per la semina dell'anno successivo. In questo modo, da alcune specie di graminacee e di leguminose selvatiche si sono ottenute colture, ad esempio, di mais, grano e soia. Sulla base degli studi di Gregor Mendel, Hugo De Vries e di altri, solo all'inizio del 1900 si sono iniziati a comprendere i fondamenti della genetica e dei meccanismi dell'ereditarietà, che in agricoltura hanno consentito di sviluppare tecniche sofisticate e di raggiungere risultati notevoli, in termini sia di qualità che di quantità dei prodotti. Le principali tecniche utilizzate dagli orticoltori per lo sviluppo di nuove varietà sono la selezione, l'ibridazione e lo sfruttamento di mutazioni.

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Selezione

Anche tra gli individui appartenenti alla stessa specie si osservano differenze di caratteri, in genere ereditari e trasmissibili alla generazione successiva. Valutando queste differenze, gli orticoltori scelgono le piante con i caratteri che desiderano mantenere, mentre scartano quelle che non rispondono ai loro requisiti qualitativi. Ripetendo questo processo di selezione a ogni generazione, gli orticoltori controllano che l'evoluzione delle specie di interesse avvenga nella direzione desiderata.

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Ibridazione

L'ibridazione consiste nell'incrociare piante di varietà o di specie diverse per ottenere individui con i caratteri desiderati, osservati nei genitori. Poiché con questo processo alla progenie vengono trasmessi anche altri caratteri oltre a quelli desiderati, all'ibridazione seguono, in genere, diverse generazioni di selezione, volte a raggiungere l'obiettivo prefissato.

Il reincrocio è una variante comune dell'ibridazione. Questa tecnica viene utilizzata per trasmettere alla varietà desiderata un carattere idoneo, da un genitore che per il resto è, invece, inadeguato. Prima di tutto si incrociano i due individui parentali, producendo un ibrido, che viene, quindi, reincrociato con il genitore idoneo. Gli individui prodotti con questo tipo di incrocio generalmente si differenziano molto e mostrano le caratteristiche mischiate di entrambi i genitori. Alternando il reincrocio e la selezione, gli orticoltori riescono, così, a ottenere individui con un concentrato delle qualità desiderate, e dopo sei o sette generazioni le varietà si riproducono mantenendo il nuovo carattere. Il reincrocio è particolarmente utile per aggiungere alle colture caratteristiche determinate da un singolo gene, come la resistenza a parassiti o a malattie particolari.

Una volta che nell'ibrido si sono sviluppate le caratteristiche desiderate e la pianta può essere riprodotta asessualmente, tramite innesto o clonazione, non è più necessaria alcuna selezione. Un melo ibrido che viene, ad esempio, riprodotto per innesto, dà luogo a una serie di nuove piante, tutte identiche a quella parentale.

Gli ibridi hanno spesso un vigore vegetativo superiore a quello dei genitori e questo fenomeno, noto come vigore ibrido, viene largamente utilizzato dagli orticoltori per incrementare la produzione delle colture. Attualmente sono disponibili varietà ibride di cereali (mais, sorgo), ortaggi (cavolo cappuccio, pomodori, zucca) e numerose specie floreali.

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Mutazione

Talvolta, a causa di una mutazione spontanea, una singola pianta mostra una variazione notevole in uno o più caratteri. Generalmente la variazione è determinata da un unico gene mutato e nella maggior parte dei casi le mutazioni producono effetti negativi. Tuttavia, nei rari casi in cui si ottengono cambiamenti vantaggiosi, la pianta mutata geneticamente può essere utilizzata direttamente come una varietà, come avviene per i meli e per altri alberi da frutto, oppure il nuovo carattere può essere aggiunto alle varietà esistenti tramite ibridazione e reincrocio. Le mutazioni in un singolo gene vengono largamente utilizzate nelle piante ornamentali per ottenere varietà di forma o di colore del fiore, fusti piangenti, fenomeni di nanismo o crescite inconsuete. Le mutazioni possono essere indotte artificialmente con l'uso di raggi X o ultravioletti.

Il raddoppiamento del numero di cromosomi indotto dalla colchicina, un alcaloide estratto dal colchico d'autunno, costituisce un'altra tecnica, utilizzata con successo per migliorare alcune varietà di fiori e piante. In questo modo si sono, a volte, ottenuti individui con maggiore vigore vegetativo e con foglie, fiori e frutti più grandi.