Precision breeding, si apre una nuova era?

Cisgenesi e genome editing. L’Italia punta su queste nuove tecniche per il miglioramento genetico, soprattutto della vite. Bruxelles però deve decidere se si tratta di ogm o no. Bruno Mezzetti (Università politecnica delle Marche): «La discriminazione tra le diverse tecniche di breeding va superata, non ha fatto bene alla nostra agricoltura»


breeding

Largo alle new breeding techniques (Nbts). Cisgenesi e genome editing  sono le ultime frontiere del breeding e per l’Italia sembrano l’ultima fermata per non perdere il treno del “biotech sostenibile” anche in agricoltura. Il ministro Martina ci crede e ha finanziato un programma di ricerca da 5-6 milioni di euro, affidato al Crea, che punta ad applicare le Nbts a una quindicina di specie agrarie di interesse nazionale. La vite farebbe la parte del leone, con progetti mirati allo sviluppo di varietà resistenti a peronospora e oidio e portinnesti resistenti agli stress idrici. Sul successo di questo progetto pende però la spada di Damocle del riconoscimento europeo. Bruxelles infatti tentenna da oltre 20 anni davanti agli ogm, non ne vieta l’importazione, ma ne inibisce la coltivazione con un protocollo di registrazione tanto complesso e costoso da intimidire anche le multinazionali più munifiche. Se le Nbts venissero incluse nella definizione di Ogm sarebbe forse la fine. «La discriminazione – afferma Bruno Mezzetti dell’Università Politecnica delle Marche – tra le diverse tecniche di breeding non ha fatto bene alla nostra agricoltura». L’ipocrisia della politica ha infatti solo aumentato la nostra dipendenza dall’importazione di derrate ottenute con le tecniche da noi demonizzate. «Pare molto più corretto l’approccio dei Paesi che non valutano la tecnica, ma il prodotto ottenuto, testando caso per caso, su base scientifica, il rischio per la salute umana, l’ambiente e i sistemi agricoli».

Partenocarpia e resistenza 

Mezzetti sa di cosa parla: un suo progetto ha consentito di sviluppare, assieme ad altri centri di ricerca, l’unica vite ogm finora sperimentata in pieno campo in Europa. L’inserimento del gene DefH9-iaaM (della partenocarpia) nella varietà di uva da tavola Thompson Seedless ne ha aumentato significativamente la produzione, ma dal 2011 questo progetto si è dovuto interrompere. Il declino delle prove sugli ogm è una “sindrome” che penalizza tutto il miglioramento genetico europeo. Il testimone sulle esperienze con DefH9-iaaM è passato ad alcuni paesi dell’estremo Oriente. Negli Usa altre esperienze interessanti per la viticoltura sono quelle che hanno portato allo sviluppo, presso le serre del Mid-Florida Research Center, di due viti transgeniche: una resistente a oidio (con l’espressione del gene VVTL-1 che codifica una thaumatin-like protein, tra l’altro endogena della vite) e una alla malattia di Pierce (gli studiosi della Xylella prendano nota). Le Nbts consentiranno di far ripartire l’attività di ricerca in Europa? Il miglioramento genetico della vite troverà nuova linfa? Si potranno superare le paure irrazionali dell’opinione pubblica? Mezzetti ha qualche dubbio.

Cisgeni omologhi

Di fatto la cis- differisce dalla trans-genesi solo per la provenienza del gene di cui si cerca l’espressione: il donatore deve essere la stessa specie “migliorata”. La scoperta di geni di resistenza a oidio (Ren1) anche in varietà di Vitis vinifera (Kishmish Vatkana) lascia ben sperare in questo senso.

«In tutto il costrutto del cisgene però non devono esserci sequenze eterologhe e questo al livello attuale delle conoscenze è difficile». Il problema deriva dai geni reporter: servono per sostituire i marcatori antibiotici o erbicidi resistenti.

In un costrutto cisgenico tutta la sequenza deve essere omologa: gene di interesse, marcatori e promotori che li regolano. I reporter più efficienti per seguire la selezione e rigenerazione sono di origine eterologa ed andrebbero sostituiti da altri clonati dalle singole specie di interesse (per esempio il gene Myb). «Chi dice di aver individuato una soluzione per non utilizzare antibiotici, utilizza comunque nel costrutto un promotore transgenico (35SP, derivante dal virus del cavolfiore)».

Problemi analoghi caratterizzano il genome editing tramite il sistema “Crispr-Cas9” che promette precisione, velocità ed economicità. Si tratta di una scoperta recente che prende spunto dal meccanismo di difesa antivirale di alcuni batteri. L’enzima Cas9 è il cuore del sistema: una microscopica forbice molecolare che apre la doppia elica del DNA consentendo modifiche mirate del genoma.  «Servono due sequenze mutanti di RNA per indirizzare Cas9 verso la giusta sequenza del gene da modificare e attualmente questi mutanti sono prodotti attraverso un transgene. Per eliminarlo si ricorre ad una generazione successiva, una via non praticabile se si vuole mantenere le caratteristiche del clone di una specie allogama ed eterozigote come la vite».

La gogna ogm

L’Europa sta indagando, l’Efsa sta valutando, ma con questi limiti non sembra che le due tecnologie possano sfuggire dalla gogna ogm. La ricerca nel settore delle biotecnologie è però in fermento e si stanno sviluppando nuove tecniche per introdurre il Cas9 in modo transiente, senza generare Ogm. «Per ora è una via non stabile: sia il transiente che l’utilizzo dei protoplasti, un’altra strada promettente, consentono di inserire la Cas9 nella cellula senza modificarla, ma per entrambi è ancora molto difficile rigenerare le piante editate ma non modificate»)Secondo Mezzetti si tratta di problemi da affrontare con attenzione, giocare a fare in furbi non paga: si rischierebbe l’effetto boomerang.

«La realtà – afferma il ricercatore marchigiano – è che non esistono vecchie e nuove tecniche di miglioramento genetico: alla vite servono tutte». Solo un clone derivato da mutazione può infatti essere iscritto con successo nel Registro nazionale delle varietà di vite.

Inseguire le mutazioni spontanee non è sempre una strada praticabile ed economica.

La mutagenesi indotta consente di accelerare questo processo ed è stata utilizzata con successo in passato (le varietà chimeriche, con grappoli misti bianchi e rossi derivavano spesso da questa tecnica). La variabilità somaclonale ottenuta dalla micropropagazione di tessuti meristematici ha consentito in passato di ottenere diverse cultivar (non è noto se anche di vite) e può essere combinata con trattamenti mutageni in vitro.

«Sono però le Nbts le tecniche più promettenti, in grado di assicurare un breeding di precisione». Consentono infatti di velocizzare l’ibridizzazione introgressiva senza problemi di linkage drag. Con l’incrocio tradizionale, utilizzato ad esempio per sviluppare anche le recenti varietà di viti resistenti, si incorpora infatti nel genoma anche una certa quota di geni “indesiderati” (dopo 4 generazioni di reincrocio rimane nel genoma il 2% di non vinifera, che corrisponde comunque a migliaia di geni, tanto da creare ancora problemi di classificazione come V.vinifera). Con cisgenesi e Crispr/Cas9 si supererebbe il problema. «Si tratta di strade non facili, ma sono le più promettenti». Bisogna perà giocare a carte scoperte: la sfida del miglioramento genetico è decisiva, l’accettazione da parte dell’opinione pubblica si conquista con la capacità di comunicare tutto ciò che facciamo».                    l


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