Risultati e prospettive della selezione del mais per la riduzione del contenuto in

acido linoleico

Progetto MASPES – Regione Lombardia

Alberto Verderio RSIReggio Emilia, 18 aprile 2007

Istituto Sperimentale per la Cerealicoltura

Unità di Bergamo

MIGLIORAMENTO GENETICO

PROCESSO EVOLUTIVO DELLE PIANTE COLTIVATE=

(Evoluzione come necessità biologica del vivente)

VARIABILITA’ GENETICA

AMBIENTE

MATERIALI ADATTATI

Ø Risorse naturali

Ø Tecnologie Agronomiche e di Trasformazione

Ø Utilità finale dei prodotti

Ø Preferenze dei consumatori

Recente evoluzione del mercato

da... MAIS COMMODITYV. alueE. nhancedC. orn

da... materia prima indifferenziata

Partite di mais a “valore aggiunto” (supercommodity, specialties, identity preserved….)

üDiversa “UTILITA’ INTRINSECA” per l’utilizzatore finale

üMisurabile nel prodotto in termini di proprietà fisiche, chimiche, nutrizionali

üConseguente alla:

- genetica dei materiali- ambiente/tecniche di coltiv.- processi post-raccolta

Difficoltà a procedere in contesto italiano dove qualità intrinseca è “coperta” da qualità non intrinseca come:

vesternalitàvrassicurazioneveticità processi produttivi

Esistono DIFFERENZE (Genetica + Ambiente) tra partite di mais con significato funzionale per l’alimentazione del suino pesante?

FOCUS SUI LIPIDI

ØLIPIDI 4.4% 3 – 5.8

ØPROTEINE 9.1% 8 – 11.5

ØAMIDO 70% 67 - 74

CARIOSSIDE (100%)

GERME (10 - 12%) ØLIPIDI 33%

ØPROTEINE 18%

ENERGIA DIGERIBILE (kcal/g)

Øolio 7.62

Øamido 4.06

Øproteine 4.06

COEFFICIENTEISOCALORICO

452.15

9.4 (% olio) + 4.15 (% amido) + 5.65 (% proteine)

A) Contenuto in olio

Variabilità genetica per il carattere- IBRIDI COMMERCIALI “normali”

- range 4.2è 4.9% stabile nel periodo 1917 – 1972

- trend 4.9è 4.3 nel periodo 1954 - 1982

- IBRIDI “PRECOMMERCIALI” H.O. (alto olio): 5.5 è 7%

- IBRIDI COMMERCIALI H.O. TOPCROSS ®: 6.5 è 8.5%

Base genetica ed ereditabilitàØessenzialmente poligenica con prevalenti effetti additivi su effetti misti

Øalta ereditabilità di tipo quantitativo

Effetti ambientali sull’espressione del caratteresuvvalenti vs. effetti genetici

A) Contenuto in olio

Correlazioni – associazioni con altri caratteri

% OLIO

germe – scutello

12 è 20%

concentrazione olio (+ sferosomi)

proteine

A.A. essenziali

Lisina 0.28 è 0.32

Triptofano

dimensione seme

pigmenti gialli

amido

linoleico

peso 1000 k

produzione (H.O.)

produzione (H.O. TC) > 8

umidità alla raccolta

stabilità produttiva

B) Composizione in acidi grassi

RIF. U.S.A. C16:0Palmitico

11%

C18:0Stearico

2%

C18:1Oleico

24%

C18:3Linolenico

1%

C18:2Linoleico

61%

Variabilità genetica linoleico

- ibridi commerciali “normali”vTrend: 57 è 60% (1970 – 1990)vVariabilità: 53 – 62%

- linee parentaliv43 è 68%

- germoplasmav19 è 71% linoleicov(14 è 64%) oleico

- ibridi H.O.TC52 è 60%

- ibridi H.O.H.O.TC58% oleico28% linoleico

B) Composizione in acidi grassi

1) Base genetica ed ereditabilità

üprevalentemente a base genetica “semplice” mono-oligogenica oppure semiquantitativa

üvie metaboliche contigue e forte associazione tra gli acidi grassi

üvalori alti di ereditabilità

2) Effetti ambientali

anno e località (“letti” come temperature di crescita) influenzano il grado di saturazione degli oli e la composizione in linoleico.

TUTTAVIA: effetto genotipo prevalente - no interazione qualitativa Ibrido x ambiente

3) Correlazioni – Associazioni con altri caratteri

C18:2 iodine number

ac. oleico ( se “contrasto” breeder)

% acidi grassi

% l

ino

leic

o/ s

s

% linoleico / EE

% E

E /

ss

% linoleico / EE

y = -0,0545x + 7,1522

R2 = 0,168

y = 0,0029x + 2,1547

R2 = 0,0018

SCELTA DELLE VARIETA’ IN FUNZIONE DELL’APPORTO IN ACIDO LINOLEICO

Parametri:

Ø% linoleico su grassi totali (EE)

Ø% grassi totali su sost. secca

Ø% linoleico su sost. Secca (s.s.)

% EE / ss

% l

ino

leic

o/ s

s

% linoleico / EE

% EE / ss

% linoleico / ss

y = 0,4514x + 0,5473

R2 = 0,784

SCELTA DELLE VARIETA’ IN FUNZIONE DELL’APPORTO IN ACIDO LINOLEICO

Disciplinari di

produzione

Risultati Sperimentazione 2006%

lin

ole

ico

/ ss

% linoleico / EE

DKC5863

Risultati Sperimentazione 2005%

lin

ole

ico

/ ss

% linoleico / EE

Risultati Sperimentazione 2004%

lin

ole

ico

/ ss

% linoleico / EE

Risultati Sperimentazione 2003%

lin

ole

ico

/ ss

% linoleico / EE

Risultati Sperimentazione 2002%

lin

ole

ico

/ ss

% linoleico / EE

RISULTATI APPLICATIVI 1

da: Valutazione della variabilità genetica disponibile(IBRIDI COMMERCIALI DI MAIS)

Valutazione “in vivo” della “differenza minima funzionale”per valori di % di linoleico / ss (?=0,3%) della dieta-mais su composizione finale del grasso del suino

È possibile, per ora, ottenere partite di mais differenziate (V.E.C.?) per valori di % di linoleico / ss

per le specifiche Low oil (+ “correzione” isocalorica)

Performance produttiva non inferiore ai migliori ibridi commodity

PROSPETTIVE E PRIMI RISULTATI PER LA SELEZIONE DI VARIETA’ VEC-SUINO PESANTE

CONTESTO FAVOREVOLE per il breeding applicativo:

Grande variabilità genetica disponibile per contenuto in olio e composizione in acidi grassi

Alta ereditabilità e “pronta” risposta alla selezione

Base genetica dei caratteri “facile”- modelli additivi- modelli mono-oligogenici “serviti” da marcatori molecolari

Associazioni positive con altri caratteri favorevoli (proteine, a.a., %EE, oleico-linoleico, ….)

Tecnologie per l’utilizzazione degli effetti xenia e “materni”

Tecnologia NIR per analisi rapide

SPERIMENTAZIONE LINEE PARENTALI: variabilità e distribuzione di frequenza per il carattere % EE/ss

min 2,1max 5,7Media 4,0

Germoplasma – 276 linee

EE (%)

Nu

mer

o li

nee

% EE / ss

SPERIMENTAZIONE LINEE PARENTALI: variabilità e distribuzione di frequenza per il carattere % linoleico / EE

Germoplasma – 276 linee

% linoleico / EE

Nu

mer

o li

nee

% linoleico / EE

min 41,9max 67,8Media 57,4

“POSIZIONAMENTO” LINEE PARENTALI

Germoplasma – 276 linee

% l

ino

leic

o/ s

s

% linoleico / EE

LINEE COMPETITIVE DI ORIGINE Lo

Linee con basso valore di % linoleico / EE

Linee a bassa % linoleico / ss Ibridi Lo/Lo

MIGLIORAMENTO GENETICO: SELEZIONE IBRIDI VEC – SUINO PESANTE

ieri VEC 1 / low oil / + “correzione” isoenegetica

/ low linoleic /

/ H Oil / H Oleic / + prot / + a.a. /

/ H Oil / H Oleic / + prot / + a.a. / Low Phytate

/ H Oil / H Oleic / + prot / + a.a. / Low Phytate / - DON

/ H Oil / H Oleic / + prot / + a.a. / Low Phytate / - DON / + Starch Dig

VEC 2

VEC 3

VEC 4

VEC 5

VEC 6

oggi

domani

futuro