Come si fa una nuova ciliegia?

Frutta e verdura, coltivate sul territorio o di importazione, non mancano mai nei nostri negozi e supermercati, ma spesso commettiamo l'errore di dare questi prodotti per "scontati". Produrre cibo che sia buono, sicuro e conveniente è invece un'impresa complessa che deve unire scienza, innovazione tecnologica e storia del territorio. Per capire meglio come funziona questo mondo, abbiamo intervistato il dottor Stefano Lugli (Dipartimento Colture Arboree dell'Università di Bologna), che assieme ai suoi collaboratori ha costituito cinque nuove varietà di ciliegio, la serie Sweet, premiate nel 2013 con l'Oscar MacFrut per l'innovazione.

Per quale motivo avete deciso creare nuove varietà di ciliegio?

Come sempre la creazione di una nuova varietà parte da esigenze specifiche, sia del mondo produttivo, che dei consumatori. Dalle nostre indagini di mercato sappiamo che il pubblico preferisce ciliegie grosse, sode e dal sapore dolce. I coltivatori invece richiedono soprattutto piante che siano molto produttive e adattabili all'ambiente. In Italia abbiamo sempre coltivato varietà locali molto apprezzate dai consumatori per il loro sapore e la loro consistenza, ma negli ultimi decenni si sono affermate delle varietà colturali, o cultivar, provenienti soprattutto dal Nord America e dall'Europa, che permettono di avere raccolti più abbondanti e frutti grandi. Si è deciso, quindi, di costituire nuove varietà che producessero i frutti della qualità a cui eravamo abituati, ma che al tempo stesso avessero la stessa produttività e l'aspetto invitante delle varietà straniere. Il progetto è stato infatti finanziato sia con fondi pubblici (Università di Bologna e Regione Emilia-Romagna), sia con fondi privati degli stessi coltivatori.

Il gradimento delle nuove ciliegie sviluppate dall'Università di Bologna è stato valutato attraverso una serie di consumer test in luoghi pubblici. A ogni volontario erano fornite due ciotole, una con le ciliegie Sweet e una con un'altra varietà, distinte solo da un numero. Dopo la degustazione, bisognava compilare una scheda di valutazione. Uno di questi test si è svolto nel 2013 a Bologna, accanto alle Due Torri. Nella foto, da sinistra a destra, vediamo il rettore dell'ateneo Ivano Dionigi, al centro il dottor Stefano Lugli, a destra il professor Guglielmo Costa, già direttore del dipartimento di colture arboree. (immagine: Daniele Lavorato)

Da dove derivano le nuove varietà dell'Università di Bologna? Una nuova varietà si crea spesso a partire da incroci tra le varietà esistenti, e questo è anche il caso delle ciliegie Sweet. Il lavoro è cominciato nel 2000 e si è potuto avvalere della grande esperienza maturata dall'Università di Bologna, che da venticinque anni lavora al miglioramento genetico del ciliegio. Una delle cultivar parentali delle Sweet è stata il famoso Durone di Vignola, una varietà locale molto apprezzata; l'altro genitore è invece una varietà di ciliegio di origini americane caratterizzata da grossi frutti e auto-fertilità, cioè ha la capacità di fecondarsi da sola. Normalmente, infatti, i fiori del ciliegio, che sono ermafroditi, producono polline che non è in grado di fecondare la pianta stessa (auto-incompatibilità). Questa caratteristica, presente nel ciliegio (Prunus avium) e in molte altre specie da frutto (melo, pero, ecc.), obbliga così i coltivatori a consociare la varietà coltivata (per esempio il Durone di Vignola) con un'altra varietà che ha le funzioni di impollinatore (per esempio, la Mora di Vignola). La prima varietà autofertile, chiamata Stella, è stata introdotta a fine anni '60 in Canada grazie all'impiego di polline mutato ai raggi X (mutagenesi); da allora Stella è stata utilizzata per creare molte altre varietà con il polline in grado di fecondare senza problemi la stessa pianta da cui è stato prodotto. Ovviamente, anche in questo caso, tutto il processo di impollinazione si deve avvalere sempre dell’aiuto indispensabile degli insetti pronubi (cioè impollinatori, come le api). I coltivatori traggono almeno due grandi vantaggi da una varietà autofertile: possono essere certi che ogni fiore prodotto sarà impollinato (e che, quindi, produrrà una ciliegia) e non sono costretti a piantare nel loro frutteto varietà diverse solo per fornire polline compatibile.

L'ibridazione tra specie diverse è stata fondamentale fin dagli albori dell'agricoltura, anche se abbiamo imparato i meccanismi biologici alla sua base moltissimo tempo dopo. Leggi in questo estratto della Chiave di Lettura OGM tra leggende e realtà come il farro, il grano tenero e il grano duro siano tutti derivati da eventi di ibridazione che l'uomo ha imparato a sfruttare.

Quali tecniche sono state impiegate per la selezione? Per creare la serie Sweet abbiamo creato inizialmente una popolazione di 3000 individui, che abbiamo poi esaminato per cercare l'insieme di caratteristiche che cercavamo. Quando le piantine avevano pochi mesi, abbiamo avviato una prima selezione sulla base di alcuni marcatori molecolari: analizzando il DNA delle piante, è stato possibile scartare precocemente tutti quegli individui che sicuramente non avevano ereditato alcuni dei caratteri che desideravamo. Dopo questa fase, abbiamo trasferito la popolazione restante in pieno campo, dove, in un periodo di circa quattro anni, abbiamo potuto vedere quali erano effettivamente gli individui che avrebbero costituito le nuove varietà. Per farlo, abbiamo misurato il calibro, la consistenza dei frutti e il loro contenuto in zuccheri. Questo ultimo valore si ricava rapidamente grazie a un rifrattometro, uno strumento che misura quante molecole con attività ottica (cioè che possono "piegare" la luce) si trovano in una soluzione. Visto che nella frutta sono quasi esclusivamente gli zuccheri ad avere questa proprietà, l'attività ottica misurata dal rifrattometro corrisponde di fatto alla concentrazione di zuccheri, che si esprime in gradi Brix (per le Sweet i gradi Brix dovevano essere almeno 18). Un altro parametro importante da valutare è l'acidità, perché questa è in grado di esaltare l'aroma dei frutti: quelli più buoni, per esempio, hanno un rapporto tra gradi Brix e acidità entro valori molto ben definiti.

I marcatori molecolari sono piccole sequenze di DNA note per essere associate a un certa porzione di cromosoma in una determinata specie. Quando si incrociano due varietà, l'analisi dei marcatori permette di capire se i geni desiderati sono stati ereditati, senza dover aspettare che si manifestino i caratteri da essi codificati nel fenotipo.

Il ciliegio ha inoltre un periodo di maturazione piuttosto breve e definito: per intendersi, tra la raccolta delle varietà più precoci e quella delle varietà tardive passano appena 40 giorni. Per questo motivo non volevamo creare una sola varietà, ma una serie di varietà che permettesse ai coltivatori di mantenere una produzione continua durante l'intero periodo. Alla fine della selezione, dunque, dai 3000 individui di partenza, siamo rimasti con cinque piante che producevano ciliegie molto simili, ma che maturavano in tempi successivi. Questi individui sono stati moltiplicati, e dal 2012 i brevetti hanno sancito ufficialmente la nascita delle cinque varietà della serie Sweet, a cui il prossimo anno si aggiungerà una sesta, ancora diversa per periodo di maturazione, che consentirà di sfruttare più efficacemente i 40 giorni di raccolta.

Le cinque varietà di ciliegio maturano in tempi leggermente diversi, permettendo ogni anno di mantenere una produzione continua durante il breve periodo di raccolta.

Come si moltiplica la pianta di ciliegio? Le piante si possono moltiplicare per via gamica (produzione di semi) o per via agamica (vegetativa). In frutticultura si cerca di mantenere l'omogeneità, quindi una volta ottenuta la varietà si procede alla produzione di cloni attraverso diverse tecniche. Nella moltiplicazione per talea, un pezzo di pianta (per esempio un giovane rametto) viene fatto sviluppare in un nuovo individuo geneticamente identico all'individuo di partenza. La moltiplicazione per micropropagazione è simile, ma in questo caso dalla pianta di partenza si prelevano piccolissime porzioni di tessuto, o anche solo poche cellule, che vengono poi fatte crescere in condizioni di sterilità su un substrato artificiale, fino a quando il nuovo individuo non è abbastanza grande da essere piantato. L'innesto è invece una tecnica di moltiplicazione dove dei rametti della varietà voluta (gli innesti) sono saldati meccanicamente a un'altra pianta (il portainnesto) scelta per la sua resistenza e adattabilità in quelle particolari condizioni di coltivazione. Col tempo, i tessuti delle due piante, anche se geneticamente distinti, si fonderanno tra loro e così l'apparato radicale e i tessuti conduttori del portainnesto (che può essere addirittura di una specie diversa) cominceranno a nutrire anche l'innesto, la parte della pianta che poi darà i frutti. In questo modo è possibile coltivare la stessa varietà in condizioni climatiche e in suoli molto diversi tra loro.

I portainnesti sono di molte varietà e specie diverse, alcuni più indicati per un innesto, altri meno, e bisogna sempre tenere conto del suolo e del clima dove si trova il frutteto. Sono possibili quindi molte combinazioni, che l'Università di Bologna valuta in campi sperimentali nelle maggiori regioni produttrici. Immagine: FRUTTICOLTURA – Supplemento al n. 7/8 – 2010

Come funzionano i diritti di utilizzo delle nuove varietà? Una volta dimostrato che una varietà è effettivamente "nuova", che è stabile e omogenea nel tempo, e che non porta con sé malattie che potrebbero mettere a repentaglio le altre colture, è possibile proteggerne lo sfruttamento commerciale tramite privative (a livello europeo) e brevetti (a livello internazionale). Le nostre varietà sono state date in esclusiva a vivaisti selezionati sul territorio che provvedono a innestarle sui portainnesti più opportuni. I coltivatori comprano gli alberi da questi vivai, e per ogni pianta circa un euro copre le royalties a cui l'Università di Bologna ha diritto in quanto proprietaria dei brevetti. Queste tutele per le nuove varietà vegetali durano trent'anni nel caso delle specie arboree, vent'anni negli altri casi. Non sempre, però, l'onere delle royalties cade direttamente sul coltivatore che acquista la piante, perché la quota dovuta può essere calcolata anche sul prodotto finito: è il caso di alcune famose varietà di mele, dove è il consumatore a pagare le royalties per kg di prodotto, che vanno in parte a coprire i costi del marketing e in parte a ripagare gli inventori della varietà.

La storia dei ciliegi bolognesi è un esempio dell'importanza di sfruttare le varietà tradizionali con l'aiuto delle tecnologie più avanzate. Lo stesso vale per i cereali, da cui dipende la nostra alimentazione. Per approfondire l'argomento, guarda il webdoc SEEDversity.

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