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Description
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La patata, una delle colture più importanti per l’alimentazione umana, costituisce solo una piccolissima parte del genere Solanum. Recenti studi tassonomici hanno classificato le specie di patata in 110 specie selvatiche e 4 specie coltivate (Spooner et al. 2007; Ovchinnikova et al. 2011) caratterizzate da un diverso livello di ploidia e di “Endosperm Balance Number” (EBN), quest’ultimo introdotto da Johnston et al. (1980) per spiegare l’esito negativo di alcuni incroci a causa dell’aborto dell’endosperma. La patata coltivata è una specie tetraploide ad eredità tetrasomica con una base genetica particolarmente ristretta a causa della limitazione iniziale nel numero di accessioni importate in Europa e utilizzate nei primi programmi di miglioramento genetico. Queste caratteristiche genetiche complicano l’attività di miglioramento genetico e rendono quasi impossibile la costituzione di linee “inbred” omozigoti. Infatti, i genotipi tetraploidi di patata sono generalmente eterozigoti e vengono mantenuti e fissati dal punto di vista genetico attraverso la propagazione vegetativa via tuberi. Nonostante diversi approcci siano stati valutati per superare le difficoltà del miglioramento genetico della patata, il rilascio di nuove varietà richiede ancora un impegno lungo per la valutazione e la selezione di successive generazioni negli anni e in diverse zone geografiche (Gebhart 2013). Sebbene gli obiettivi del miglioramento genetico della patata siano generalmente indirizzati verso l’aumento della produttività e delle resistenze a stress biotici ed abiotici, il crescente interesse verso l’uso di alimenti in grado di promuovere la salute umana e la presenza, nella patata, di importanti nutrienti come carboidrati, fibre, vitamine, minerali e specifiche classi di metaboliti, sta spostando l’interesse verso la biofortificazione di questa specie, visto il suo elevato e diffuso consumo nel mondo (Bradshaw et al. 2006; Ezekiel et al. 2013). Prerequisito importante per tale scopo è la selezione di genotipi con maggiore contenuto di composti bioattivi di interesse salutistico. La richiesta impellente, da parte dei consumatori, di prodotti agroalimentari sempre più chimicamente e microbiologicamente sicuri, rende necessario la ricerca e lo sviluppo di nuovi formulati, capaci di avere un’azione benefica sulla pianta senza alterarne le funzioni fisiologiche. Negli ultimi anni, la comunità scientifica ha rivolto il suo interesse verso sostanze e microrganismi capaci di biostimolare le piante per migliorarne lo stato di salute generale e di indurre e rafforzare le normali reazioni di difesa verso agenti patogeni, senza però manifestazione di ipersensibilità e senza la presenza di residui nei frutti: una nuova agricoltura. Uno dei maggiori rischi nella coltivazione di Solanum tuberosum è rappresentato dall’infezione da parte di oomiceti (chromista); in particolare, la Phytophthora infestans colpisce sia le parti epigee (foglie) che più drammaticamente quelle ipogee (tuberi eduli) causando danni che vanno dalla riduzione alla perdita totale di raccolto. Esistono diverse razze patogeniche in questo oomicete ed è quindi cruciale l’identificazione a livello di genotipo del patogeno che eventualmente sia presente nei terreni coltivati a patate. Per tale scopo in un sistema controllato (camere di crescita) utilizzeremo dei sistemi di identificazione rapida basata sul nano-sequenziamento di DNA da suolo e matrice vegetale accoppiato ad una pipeline bioinformatica. Il rapido rilevamento consentirà di indirizzare in modo più efficace e sostenibile un’eventuale lotta chimica. Inoltre, per migliorare le proprietà nutraceutiche dei tuberi ci proponiamo di utilizzare dei composti funzionali ottenuti allevando il fungo basidiomicete Trametes versicolor su scarti della produzione primaria. Il miglioramento delle performance vegetative e nutraceutiche dei tuberi ottenuti in camera di crescita sarà analizzato mediante tecniche standard (chimiche, fisiologiche e morfologiche). Il comparto pataticolo, all’interno del settore agricolo, risulta avere un elevato impatto ambientale, per quanto attiene l’intensità di utilizzo di input energetici ed agronomici (acqua di irrigazione, fertilizzanti ed agro farmaci) l’impiego dei SSD può contribuire a rendere sostenibili e sicure le produzioni agrarie di questo segmento. A questo si aggiunge l’esigenza delle aziende di ridurre l’utilizzo di agrofarmaci e fertilizzanti di sintesi, al fine di offrire un prodotto sicuro e di elevato valore commerciale. Il settore pataticolo in Italia ha subito una forte contrazione negli ultimi decenni in conseguenza dell’aumento di import di prodotto da paesi esteri con basso costo della manodopera e dei fattori produttivi in generale. A ragione di ciò, risulta particolarmente interessante, per questo settore introdurre innovazioni tecnologiche per la gestione sostenibile dei processi produttivi che ne riducano l’impatto ambientale e ne aumentino la redditività economica. Obbiettivo primario è adeguarsi alle dinamiche del mercato che richiede prodotti di qualità e che al contempo siano ottenuti mediante processi a basso impatto ambientale. In tale contesto, l’agricoltura di precisione, basata sull’utilizzo di Sistemi di Supporto Decisionale (S.S.D.) si configura come la strategia maggiormente innovativa. L’utilizzo di S.S.D. nel settore della pataticoltura, introdurrà un’importante innovazione di prodotto e di processo, assicurando elevati standard di sicurezza e qualità dei prodotti. Questo consentirà di valorizzare i territori a maggior vocazione per le produzioni pataticole aumenterà la capacità di penetrazione sui mercati europei e internazionali che ricercano elevati standard qualitativi e ridotti livelli residuali di agro-farmaci. Il presente progetto prevede quindi la valutazione e lo studio di tecniche di analisi dati basate su Machine Learning e s’implementeranno modelli predittivi per l’analisi di dati complessi e di difficile interpretazione. Questo permetterà di fornire modelli di SSD, applicati all’agronomia, sempre più sicuri ed affidabili. Per rendere la coltivazione della patata sempre più sostenibile, oltra all’utilizzo di SSD saranno selezionati ed applicati microrganismi benefici atti a favorire la fitness generale della pianta e la resistenza ai principali agenti patogeni. In più l’applicazione di molecole bioattive antiossidanti (carotenoidi). Le attività di RI & SS che vengono implementate nel progetto puntano a raggiungere importanti obiettivi industriali che valorizzano in termini di valore aggiunto un prodotto che nel panorama orticolo è “povero”, favorendo la sostenibilità e salubrità della coltura. |
