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22 settembre 2008 Agricoltura sostenibile, il futuro sono le biotecnologie?

Al congresso Icpp di Torino confronto tra gli studiosi su biotecnologie e nanotecnologie applicate alla diagnostica fitopatologica

Agricoltura sostenibile, il futuro sono le biotecnologie?

La nuova generazione di biotecnologie - la terza - che si affaccia oggi sul settore produttivo primario è stata oggetto di discussione durante il 9° congresso mondiale di patologia vegetale (Icpp) tenutosi a Torino dal 24 al 29 agosto.

Queste nuove biotecnologie sono ora pronte ad offrire tutte le proprie potenzialità per garantire agli operatori del settore un maggiore ritorno economico nel pieno rispetto dell'ambiente. Rese superiori, colture resistenti a siccità, salinità e a patogeni e parassiti, prodotti con più alto valore nutrizionale, ridotto impatto ambientale grazie ad un minor ricorso ad agrofarmaci, potenziamento dei mezzi diagnostici oggi a disposizione dei patologi vegetali: questi sono solo alcuni esempi dell'impatto concreto che le biotecnologie potranno avere sul mondo dell'agricoltura. 

Come accennato, il termine biotecnologie può essere inteso innanzitutto come miglioramento genetico vegetale, uno dei fattori che più hanno condizionato l'evoluzione delle pratiche agricole sia nei Paesi in via di sviluppo che in quelli sviluppati. La tecnologia genetica è stata in grado, infatti, da una parte di garantire rese superiori e, dall'altra, di rimuovere fattori limitanti alla produzione potendo sfruttare al massimo tutte le pratiche di sussidio alla produzione: concimazioni, difesa fitosanitaria ed irrigazione. Ciò non sarebbe stato possibile senza l'apporto fondamentale della biologia vegetale avanzata (biologia molecolare), che negli ultimi tempi ha permesso di gettare nuova luce sui meccanismi che regolano l'espressione di certi caratteri allontanando il miglioramento genetico da basi puramente empiriche: un mezzo potente, che ha portato allo sviluppo di tecniche sempre più efficaci per la trasformazione di piante e per il clonaggio di geni, aprendo in questo modo la strada alla produzione di colture resistenti a due dei principali fattori limitanti la produzione: la siccità e le malattie causate da patogeni ed insetti. La modificazione dell'espressione genica ha permesso, relativamente al primo fattore, di creare piante mutanti con stomi (le aperture presenti sulla superficie delle foglie attraverso cui avviene l'ingresso della Co2 per la fotosintesi e la perdita d'acqua per traspirazione) parzialmente chiusi anche in assenza di stress idrico con riduzione della traspirazione e conseguente resistenza della pianta al disseccamento. Inoltre, alcuni dei geni che si sono dimostrati potenzialmente più utili per aumentare la resistenza a microbi, virus e insetti sono stati ottenuti da batteri e funghi, i quali sono oggi considerati come una ricca sorgente di caratteristiche interessanti per il miglioramento genetico delle piante. 

Le biotecnologie si pongono anche come strumento essenziale per la valutazione dei rischi relativi derivanti dall'introduzione nell'ambiente di microrganismi geneticamente modificati o di mezzi biologici per la lotta a patogeni e parassiti. Riuscendo infatti a definirne le capacità di adattamento e sopravvivenza, la diffusione, la stabilità genetica, l'effetto sulle comunità microbiche preesistenti, la patogenicità e virulenza e, infine, le proprietà tossicologiche e allergeniche, essi si pongono come strumenti insostituibili da utilizzarsi per la tracciabilità dei microrganismi volontariamente introdotti all'interno dell'ambiente. 

Sul versante della diagnostica i continui progressi nel settore delle biotecnologie e la conseguente massiccia produzione di dati di genomica funzionale, proteomica, transcrittomica, metabolomica e bioinformatica hanno indotto l'affermazione di un tipo di diagnostica che utilizza informazioni generate dalla caratterizzazione fine della struttura primaria e delle funzioni intrinseche nel patrimonio genetico degli organismi oggetto di studio. Non più soltanto mezzi per diagnosticare, quindi, ma anche per rilevare o identificare un patogeno attraverso specifici marcatori molecolari o per caratterizzare al meglio un microrganismo utile prima del suo rilascio nell'ambiente. 

In questo settore sono molte le novità che riguardano le nanotecnologie, termine coniato nel 1974 e che riguarda le tecniche di manipolazione e i metodi per realizzare materiali, strutture e sistemi di dimensione "nano" (cioè dell'ordine da uno a cento miliardesimi di metro). Si parla di nanomateriali, nanoelettronica e ora anche di nanotecnologie applicate al comparto agro-alimentare (produzione agricola, confezionamento, controllo della qualità e così via). In patologia vegetale le nanotecnologie potranno avere un notevole impatto soprattutto nel settore della diagnostica e nello studio delle interazioni ospite- patogeno. Grazie alla disponibilità di nuovi materiali con proprietà fisiche e caratteristiche funzionali straordinarie e alla possibilità di realizzare sistemi in miniatura, abbinando biotecnologie e nanotecnologie è possibile implementare qualità e caratteristiche di processi e prodotti diagnostici esistenti o realizzare nuovi sistemi di analisi. Le ricadute saranno costituite da una sempre maggiore diffusione di metodi e strumenti diagnostici di routine e dallo sviluppo di apparecchiature sofisticate disponibili in laboratori centralizzati, ma connessi per via telematica con altri centri in tutto il mondo agevolando in questo modo il servizio di diagnosi a distanza. Un modo per realizzare un'economia di scala che permetterebbe di superare almeno in parte le motivazioni di natura economica che ancora frenano una più larga diffusione di mezzi avanzati di diagnosi fitopatologica, vale a dire i bassi margini di profitto offerti dalle attività agricole rispetto a quelli di altri settori (es. medico) e il minor impatto che i danni causati dalle malattie delle piante hanno sull'opinione pubblica.