3 Agricoltura e alimentazione
3.1 Coltivazione di piante
«Ma cosa fai esattamente in laboratorio?», chiede Carla al suo
vicino di tavolo. «Vogliamo scoprire come la pianta di patata si
difende contro un fungo. Le patate selvatiche ci riescono. Stiamo
quindi cercando dei geni di resistenza per poterli trasferire sulle
varietà di patata da coltivazione più vulnerabili alla malattia»,
spiega Stefano. «Ha l~aria di essere molto tecnico. Ma non ci
sono poi problemi per la natura?», replica Carla. «Un aspetto
importante. La patata è poco problematica dal punto di vista ecologico.
Si riproduce attraverso i tuberi e non il polline. I geni inseriti
non possono quindi incrociarsi con quelli di altre piante. Il nostro
obiettivo è di trovare una patata che riesca a difendersi da sola, in
modo da dover utilizzare meno sostanze chimiche, meno pesticidi.
Stefano sintetizza così la sua posizione: «Mi considero quindi un
verde moderno.»

Le piante coltivate rappresentano la principale fonte nutritiva
per gli uomini e gli animali. Nonostante l'impiego dei fitofarmaci,
il 25-40 % del raccolto mondiale viene distrutto da parassiti,
malattie ed erbe infestanti. La selezione di varietà più
resistenti e produttive diventa quindi un importante obiettivo
agricolo. Da quando 10 000 anni fa l'uomo ha cominciato a
coltivare la terra, ha sempre scelto ogni anno le piante migliori
per farle riprodurre. Grazie a questo continuo intervento sulla
natura, nel corso dei millenni si sono sviluppate una serie di
piante coltivate che si distinguono notevolmente dai loro antenati
selvatici.
Metodi della biotecnologia
I metodi di coltivazione sono stati continuamente ampliati nel
corso dell'ultimo secolo: impollinazione controllata (p.e. frumento),
coltivazione di sementi ibride per aumentare la resa
mediante moltiplicazione del corredo cromosomico (p.e. mais),
selezione mediante mutazione, ossia il trattamento delle piante
con sostanze chimiche che modificano il patrimonio genetico,
o raggi radioattivi (p.e. pesche noce). L'introduzione di metodi
biotecnologici ha consentito di ottenere in laboratorio delle
piante provenienti da colture cellulari. Questa tecnica viene
impiegata soprattutto per riprodurre piantine di patata esenti
da virus. Tutti i processi di selezione si basano su un elemento
comune: la trasformazione duratura del genoma della pianta.
Nel 1983 si è riusciti per la prima volta a produrre una pianta
transgenica. Un'équipe di ricerca ha trasferito il gene di un
batterio in una pianta di tabacco. Questa conquista ha aperto
numerose nuove prospettive in materia di selezione. Anche i
geni di specie diverse - per esempio provenienti da altre piante,
funghi, animali o batteri - possono essere incorporati nel genoma
di una pianta.
Passa con il mouse sopra i titoli rossi!
1. Un batterio fa da
«taxi» ai geni
Agrobacterium tumefaciens è un
batterio del suolo che può trasferire
parti del suo patrimonio genetico nel
genoma delle piante. I geni trasferiti
ordinano alla pianta ospite di fabbricare
le proteine di cui il batterio ha
bisogno per sopravvivere.
2. Il vettore dei geni è pronto
Gli agrobatteri contengono i cosiddetti
plasmidi Ti. I ricercatori utilizzano questi
anelli di DNA come strumento per inserire
i geni desiderati. Grazie a dei geni
marcatori, dopo il trasferimento del gene
si possono reperire le cellule vegetali che
hanno incorporato nel genoma i geni
estranei precedentemente inseriti nel
plasmide.
3. Un'erbaccia funge
da modello
La pianta più utilizzata in
laboratorio è l'arabetta comune
(Arabidopsis thaliana), che grazie
al suo piccolo genoma e la
facilità di coltivazione serve
da modello agli scienziati
sin dagli anni quaranta.
4. Unione delle cellule
batteriche e di quelle vegetali
Gli agrobatteri con i geni supplementari del
plasmide vengono coltivati con frammenti
di foglie dell'arabetta comune.
5. Introduzione dei geni
Le cellule vegetali ferite sui bordi
delle foglie tagliate attirano i batteri e li
spingono a iniettare nelle cellule vegetali
il loro DNA attraverso un piccolo
canale di collegamento. Alcune
cellule vegetali incorporano nel
genoma i geni desiderati.
6. Piccola differenza, grande effetto
Il gene marker conferisce alla pianta la capacità
di utilizzare come alimento il mannosio, un tipo
di zucchero semplice. Normalmente la pianta
non è in grado di farlo. Se il terreno nutritivo
contiene mannosio al posto di zucchero
di canna, sopravvivranno solo le cellule
che dispongono del gene marker. Da
queste cellule è possibile rigenerare
delle piantine intere che grazie al
nuovo gene estraneo inserito,
dispongono di una nuova
proprietà.
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Ultima modifica: 2009-05-25 12:15:25