Grano, scoperto “Dna della pasta”: garantisce tracciabilità assoluta. “Tutto è cominciato a Foggia”

Un consorzio internazionale ha pubblicato sulla rivista scientifica Nature Genetics la sequenza completa dei 14 cromosomi della varietà di frumento duro ‘Svevo’. Il genoma studiato contiene 66.000 geni e la sua analisi ha consentito di identificare decine di migliaia di marcatori molecolari

Completata la mappa genetica del grano duro: è il ‘Dna della pasta’ ed è anche la chiave per ottenere varietà di frumento resistenti alla siccità, con rese più elevate e più nutrienti. Realizzata tra Italia e Stati Uniti, è pubblicata sulla rivista Nature Genetics dal gruppo internazionale guidato da Luigi Cattivelli (riquadro in alto), del Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’economia agraria (Crea) che l’ha anche finanziata. Per l’Italia vi partecipano università di Bologna e Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr). Ma un ruolo decisivo lo ha avuto il Cra di Foggia, non solo per la firma di 3 autori nel lavoro, ma perché tutto è cominciato dall’istituto di via Napoli. “Prima del 2005 (anno della nomina a direttore del centro di Foggia, NdR) non mi ero mai occupato di frumento duro, ma solo di orzo e frumento tenero, sempre nell’ambito della genomica – ha spiegato Cattivelli a l’Immediato -. A Foggia, grazie al primo progetto importante, Agrogen, finanziato con 4 milioni di euro, è partito un percorso di lungo respiro che sta facendo registrare risultati straordinari. Da allora, la Capitanata ha fatto il salto di qualità da sede periferica a centro di primo livello. Ora è fondamentale ed ha gli strumenti e le capacità necessarie per fare la differenza in Italia e non solo”.

Le “radici” scientifiche piantate durante quegli anni di fermento, stanno avendo sviluppi incredibili. L’ultimo progetto, che sta avendo una eco internazionale, ha coinvolto 60 ricercatori di sette Paesi e ha richiesto cinque anni di lavoro perché il genoma del grano duro è quasi quattro volte più grande del Dna umano. Il risultato è importante anche per la sicurezza alimentare perché consente di tracciare le varietà di frumento con grande affidabilità. “A Foggia c’è una grande attività per il miglioramento genetico, mentre noi ci occupiamo dell’attività di base, dell’Abc della materia – continua Cattivelli -, non c’è perciò nessuna competizione. Ora possiamo dire che questi risultati, pubblicati su ‘Nature Genetics’, potranno avere un impatto importante sulla selezione del frumento, sulla qualità e sulla tracciabilità, anche della pasta”.

A maggior ragione in questo periodo storico, caratterizzato da importanti cambiamenti climatici. “Il bacino del Mediterraneo è tra le aree maggiormente interessate a livello globale – prosegue -, se il clima cambia dobbiamo cambiare anche le piante. Gli agenti patogeni, infatti, stanno cambiando rapidamente. Solo conoscendo alla perfezione la mappa della pianta possiamo intervenire prontamente. Anche perché ci aspettiamo cambiamenti radicali nei prossimi 20 anni, non certo fra secoli. Le varietà antiche, considerate ‘nobili’, rappresentano delle nicchie sempre più a rischio. Vennero selezionate 100 anni fa in base al clima, ora ovviamente le condizioni sono stravolte. Questo può avere un impatto forte anche sul mercato e sulle politiche agricole mondiali”. Dalle grandi migrazioni (soprattutto dalla costa del Nordafrica) ai rapporti import-export.

Lo studio ha analizzato il genoma della varietà di frumento Svevo e la sua mappa genetica ha permesso anche di ricostruire l’albero genealogico del grano duro. Questa pianta, da cui si ottiene la semola da cui si produce la pasta, si è evoluta dal farro circa 3.000-4.000 anni fa e “il miglioramento genetico moderno, con incroci e selezioni, ha portato al grano duro coltivato oggi” ha detto Cattivelli. “Questi passaggi – ha proseguito – hanno lasciato tracce nel Dna e noi le abbiamo identificate”. “Uno dei lavori riguarda la tracciatura esatta della storia del frumento duro degli ultimi 10mila anni – ha precisato -, dal farro selvatico ‘addomesticato’ nella Mezzaluna fertile, passando per il frumento duro antico, fino al miglioramento genetico moderno del ‘900 condizionato dagli studi di Mendel. Così è stato possibile identificare con estrema precisione le differenze: questo ha una importanza notevole, perché ci permette di capire davvero cosa ha il farro di differente rispetto al frumento. Inoltre, ora possiamo arrivare alla tracciabilità assoluta del prodotto, elemento determinante per valorizzare le nicchie di mercato. Infine – chiosa ancora -, potremo intervenire con maggiore precisione nell’isolamento di nuovi geni di interesse, soprattutto per il contrasto alle malattie. Basti pensare al caso Sicilia, con lo sviluppo di un nuovo ceppo di ruggine che, solo per un caso fortuito, non ha attaccato tutte le varietà italiane negli anni scorsi”.

Secondo il primo autore della ricerca Marco Maccaferri, dell’università di Bologna, nella mappa si possono “vedere le distinte firme del Dna che sono state importanti per l’evoluzione e la coltivazione del grano duro”. Avere a disposizione queste conoscenze permetterà di tracciare le varietà di frumento che si commercializzano oggi e di identificare i geni che sono responsabili per la resa, resistenza alla siccità e alle malattie.

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SCHEDA/ LO STUDIO

Un consorzio internazionale ha pubblicato sulla rivista scientifica Nature Genetics la sequenza completa dei 14 cromosomi della varietà di frumento duro ‘Svevo’. Il genoma studiato contiene 66.000 geni e la sua analisi ha consentito di identificare decine di migliaia di marcatori molecolari che potranno essere utilizzati per la selezione di varietà migliorate. Un lavoro fondamentale, che costituirà un riferimento per tutta la futura attività di miglioramento genetico e per l’identificazione e la tutela delle diverse tipologie di frumento attraverso tecniche di tracciabilità molecolare.

Il frumento duro, la materia prima della pasta, icona del Made in Italy alimentare, è stato selezionato dall’uomo a partire dal farro alcune migliaia di anni fa in Mesopotamia, ma si è diffuso in Italia alla fine del dell’impero romano ed oggi viene coltivato in tutti i continenti. Nel bacino del Mediterraneo è la principale fonte di reddito per molti piccoli agricoltori nelle aree marginali dell’Africa settentrionale e del Medio Oriente, ma deve fare i conti con i preoccupanti cambiamenti climatici in atto e con una forte pressione demografica in grado di provocare tensioni sociali e flussi migratori. Solo un’efficace azione di miglioramento genetico potrà consentire di selezionare varietà più produttive ed ecosostenibili in grado di garantire un reddito adeguato in regioni così a rischio.
Nel corso del lavoro, le conoscenze sul genoma sono state utilizzate per comprendere il processo evolutivo che ha portato dal farro selvatico (il progenitore del farro coltivato) al moderno frumento duro e per isolare un nuovo gene capace di limitare l’accumulo di cadmio nei semi, un chiaro esempio di come lo studio dei genomi consente la scoperta di fattori che aumentano ulteriormente la salubrità e la qualità del frumento duro e della pasta.

Lo studio è firmato da oltre 60 autori di 7 diversi paesi coordinati da Luigi Cattivelli del CREA insieme ad un team internazionale costituito da Curtis Pozniak dell’Università di Saskatchewan (Canada), Aldo Ceriotti e Luciano Milanesi del Consiglio nazionale delle ricerche (CNR), Roberto Tuberosa dell’Università di Bologna e Klaus Mayer dell’Helmholtz Zentrum München (Germania). Inoltre, tra le altre istituzioni partecipanti vi è un ulteriore contributo italiano rappresentato dall’Università di Bari. Il lavoro ha beneficiato di diversi finanziamenti, tra cui un importante contributo del progetto Bandiera MIUR InterOmics, coordinato da Luciano Milanesi. Tutti i risultati delle annotazioni del genoma sono consultabili sul sito del progetto e nella banca dati scientifica GrainGenes. Il lavoro è stato pubblicato su Nature Genetics con il titolo “Durum wheat genome highlights past domestication signatures and future improvement targets”.