Filiera frumento di qualità:risultati e conclusioni sui 4 anni di attività di

Granaio Italiano

Filiera frumento di qualità:risultati e conclusioni sui 4 anni di attività di

Granaio Italiano

Contratto di filiera “Frumento di Qualità”

11 Dicembre 2013

I risultati dell’attività di ricerca di Società Produttori Sementi

Argelato (BO)

Chi è Società Produttori Sementi (PSB)

Argelato (BO)44° 39’ N - 11° 39’ E

Società soggetta ad attività di direzione e coordinamento da parte di Fondazione Cassa di Risparmio in Bologna

Cosa facciamo

Frumento tenero

Frumento Erba medica

Sistema di

Rintracciabilità di

Filiera certificato

UNI 10939

teneroFrumento duro

Erba medica

Visitateci su: www.prosementi.com

Ambienti controllati ecampi sperimentaliAmbienti controllati ecampi sperimentali

QualitàQualità

Analisi molecolari,selezione assistitaAnalisi molecolari,selezione assistita

Come lo facciamo

AgronomiaAgronomia

FenologiaFenologia

Miglioramento Genetico

Collezione ed analisi dei datiCollezione ed analisi dei dati

selezione assistitaselezione assistita

Costruire un’ampia ed aggiornata collezione di accessioni di frumento tenero, rappresentativa del germoplasma mondiale.

Incrementare la variabilità genetica, introducendo le risorse più

Cosa abbiamo fatto in Granaio Italiano

Incrementare la variabilità genetica, introducendo le risorse più interessanti nei programmi di costituzione varietale.

Sviluppare NUOVE varietà in grado di rispondere alle esigenze delle filiere.

Perché abbiamo investito nell’ampliamento della base genetica

�Garantire il costante progresso produttivo registrato negli ultimi decenni.

�Garantire all’agricoltore la profittabilità ed una corretta gestione dei rischi.

�Preservare l’identità della ricerca italiana rispondendo �Preservare l’identità della ricerca italiana rispondendo alle esigenze delle nostre filiere.

“L’impiego circoscritto a materiali elite nei programmi di

miglioramento genetico è efficace per una rapida ricaduta sul

panorama varietale e permette di assumere rischi modesti, tuttavia tale

approccio causa un impoverimento della base genetica e non permette

di soddisfare i requisiti indicati sopra nel medio-lungo periodo”.

�Garantire il costante progresso produttivo registrato negli ultimi decenni

Dati estratti da FAOSTAT (http://faostat.fao.org), aggiornati ad Agosto 2013.

•In Italia dal 1960 ad oggi la produzione di frumento (t/ha) è raddoppiata.

Questo è stato possibile grazie agli investimenti effettuati in ricerca (genetica, agronomica, agrochimica …).

•È possibile in futuro mantenere un progresso simile?

Solo se si continuerà ad investire in modo adeguato in ricerca.

È importante riconoscere che per l’agricoltore massimizzare laproduzione non è l’unico obiettivo, la profittabilità ed unacorretta gestione dei rischi sono criteri ancora più importanti.

•Aumentare il potenziale produttivo (massima produzione per un dato genotipo in condizioni ottimali);

�Garantire all’agricoltore la profittabilità ed una corretta gestione dei rischi

•proteggere il potenziale produttivo (quando intervengono elementi perturbativi);

•migliorare l’efficienza nell’uso delle risorse per assicurare la sostenibiltà (NUE, WUE, minimun tillage, …).

BREAK EVENPOINT

•Market share dei principali “brand” sementieri in EU (27 membri, dati Limagrain aggiornati al 2012) : Nickerson 19%, RAGT 12%, KWS 11%, Desprez 6%, Saaten Union 6%.

•In italia per l’annata 2013/14 le 5 varietà più certificate (ettari per cui è stata avanzata la domanda di controllo) sono di origine francese (ASSOSEMENTI, dossier statistico, sezione cereali a paglia, luglio 2013).

�Preservare l’identità della ricerca italiana rispondendo alle esigenze delle nostre filiere

GenetistaAgricoltore

MugnaioPanettiere/Tecnologo

RivenditoreConsumatore

Nel processo di costituzione varietale è importante ascoltare le

opinioni degli operatori delle nostre filiere, soprattutto per la “qualità”.

“Qualità” ha diversi significati, dipende chi sei nella filiera

“Qualità” ha diversi significati, dipende chi sei nella filiera

Flusso di prodotto

Flusso di informazioni

ATTIVITA’ DI RICERCA SVOLTA

Annualità I (periodo: Nov. 2008 - Nov. 2009)

Reperimento ed assemblaggio di accessioni di frumento tenero. Circa 2000 accessioni (linee di breeding, di pre-breeding e varietà rilasciate)

derivanti dai principali programmi di miglioramento genetico e di conservazione del germoplasma a livello mondiale.

Pre-analisi in campo dei materiali vegetali. Prove di campo preliminari. Pre-selezione delle 600 linee adattate più interessanti.

ATTIVITA’ DI RICERCA SVOLTA

Annualità II (periodo: Nov. 2009 - Nov. 2010)

Analisi fenotipica in campo dei materiali vegetali. Le 600 accessione sono state seminate in campo nell’autunno 2010.

Analisi molecolari. È stata avviata l’attività di caratterizzazione genotipica del materiale vegetale con marcatori molecolari in collaborazione con

UNIMORE (Dipartimento di Scienze della Vita).

ATTIVITA’ DI RICERCA SVOLTA

Annualità III (periodo: Nov. 2010 - Nov. 2011)

Analisi molecolari: studio della distanza genetica. Completamento della caratterizzazione genotipica. Determinazione della distanza genetica. Il

numero di accessioni è stato ridotto a 330 (Core Collection).

Analisi fenotipica, anche stress biotici. Nell’autunno del 2011 le accessioni sono state nuovamente seminate per altre valutazioni fenotipiche in campo.

Analisi qualitativa: valutazione tecnologica. Le accessioni sono state sottoposte a valutazioni qualitative della granella mediante test chimico-fisici sottoposte a valutazioni qualitative della granella mediante test chimico-fisici

e analisi reologiche condotte presso i laboratori di PSB.

Test di sedimentazioneTest di sedimentazione

Spettroscopio NIRSpettroscopio NIR

Test reologiciTest reologici

ATTIVITA’ DI RICERCA SVOLTA

Annualità IV (da Nov. 2011)

Proseguimento dell’attività di fenotipizzazione. Sono proseguite le valutazioni fenotipiche in campo, anche in prove parcellari. L’attenzione è stata

focalizzata sulle linee dotate di caratteristiche qualitative interessanti e portatrici di resistenze nei confronti dei principali stress biotici del frumento.

RisultatiRisultati• Inserimento delle linee di frumento più interessanti nei piani di incrocio ai fini dello sviluppo varietale.• Identificazione e validazione dei caratteri di interesse da introdurre nei programmi di miglioramento genetico.

Prove sperimentali condotte presso l’azienda di PSB (Argelato, Bologna; 44°39’ N - 11° 39’ E) secondo uno schema a randomizzazione completa in diverse repliche. Epoca di semina: ottimale (fine ottobre / prima decade novembre).

Unità sperimentale: bine lunghe 2,50 m e larghe 0,25 m (area totale

Gestione delle prove agronomiche dedicate

2,50 m e larghe 0,25 m (area totale di 0,625 m2).

• Precessione colturale a mais.• Minima lavorazione del terreno.• Omissione di interventi con fungicidi.• Interventi di irrigazione mirati.

Prove per stress bioticiProve per stress biotici

Caratterizzazione molecolare

Distribuzione dei 13

marcatori SSR

In collaborazione con

UNIMORE

In collaborazione con

UNIMORE

SSR Multiplex

set 1

Separazione in elettroforesi

capillare con ABI310

Esempio di cromatogramma per

il set 1 di multiplex

Analisi di clustering UPGMA*

*Unweighted Pair Group Method using Arithmetic averages

Xwmc154_171bp

Analisi delle coordinate principali PCO*

Xgwm154-2BSXgwm154-2BS

* Principal COordinates

analysis

Xwmc154_171bp

Xwmc154_173bp

Xwmc154_175bp Xgwm294_84bp

Xgwm294_86bp

Xgwm294_100bp

…

Xgwm294_108bp

Xgwm294-2ALXgwm294-2AL

Panel 600 linee 330 (Core Collection)

Raggruppamento per area geografica di origine

Raggruppamento per area geografica di origine

Ripartizione (%) per Paese delle 161 di Ripartizione (%) per Paese delle 161 di

Resto Europa

31%

Italia

32%

Francia

33%

Gran

Bretagna

4%

•187 accessioni ad habitus invernale.•265 varietà.•86 costituite prima del 1990.

Paese delle 161 di origine europeaPaese delle 161 di origine europea

Caratterizzazione fenotipica

Altezza piantaAltezza pianta

• La maggior parte delle accessioni ha altezza compresa tra 70 e 100 cm.

Fre

q.

70 100

Data spigaturaData spigatura

Colfiorito Aubusson

• Mantenere base genetica ampia.• Contributo per caratteri qualitativi.

compresa tra 70 e 100 cm.cm

n. giorni dal primo Aprile

Fre

q.

% area fogliare infetta

Fre

q.

Validate con

inoculi artificialiRisposta a ruggine brunaRisposta a ruggine bruna

Fre

q.

Risposta a septoriaRisposta a septoria

S SR

% area fogliare infetta

Fre

q.

% FDK

Fre

q.

% semi fusariati% semi fusariati

Peso mille semiPeso mille semi

199 53

Peso ettolitricoPeso ettolitricoF

req

.

Grammi

Kg hL-1

Fre

q.

il peso dei semi è compensato dal numero, tuttavia è un carattere interessante.

17,0

Classificazione tecnologica

Hardness (SKCS)

Cont. Proteico% s.s.

9,5

12,0

14,5

17,0

050

1004

6

8PunteggioGlutine*

10

* calcolato sulla base di test reologici e chimico-fisici (4: glutine molto debole; 10: molto forte)

x

P1 P2xF1

P1 P2xF1 x P1

BC1P1: parentale elite (validato)

P2: accessione identifica da Core Collection

Ipotesi B

Ipotesi A

Validazione in parcellaed introduzione nei programmi di incrocio

Validazione in parcellaed introduzione nei programmi di incrocio

xx

Prove parcellari replicate

nosì

programmi di incrocioprogrammi di incrocio

• Proseguire nell’attività di caratterizzazione fenotipizzazione.

KernelPanel

Training Panel B per lo studio delle caratteristiche reologiche.

Training Panel A per lo studio della

fenologia, della risposta a stress

biotici ed abiotici e dei componenti

della resa.

A B

Attività future:

• Proseguire nell’attività di caratterizzazione con marcatori molecolari (SNP)adottando piattaforme ad alto rendimento (,000): Fluidigm EP1 System (FluidigmCorporation), iSelect 90000 SNP wheat chip (Illumina).

• Analisi della struttura genetica.

• Mappaggio per associazione di geni/QTL che controllano caratteri di interesse.

della resa.

Ringraziamenti:Dott.ssa Carla Corticelli e dott.ssa Elena Tummeacciu

Mipaaf

Prof. Nicola Pecchioni, dott.ssa Justyna Anna Milc, PhDe dott. Enrico Francia, PhD

Grazie per l’attenzione

e dott. Enrico Francia, PhD

PROGEO

Dott. Giovanni Panunzio e tutti i colleghi