Dimezzare il numero dei cromosomi della patata potrebbe aprire la strada a molte nuove varietà con caratteristiche utili come minor consumo di acqua e di pesticidi e maggiore resistenza alle malattie.
di Peter Imle
Questa storia fa parte di una serie di articoli su come le innovazioni “nascoste” influenzano i cibi che mangiamo e il loro costo. Krithika Varagur ha condensato il racconto di Peter Imle.
La stragrande maggioranza delle varietà di patate coltivate oggi risalgono a 50-100 anni fa, il che la dice lunga sull’industria delle patate e sulla difficoltà di allevare nuove varietà. Qui coltiviamo rigorosamente patate rosse, principalmente per i mercati dei ristoranti della costa orientale e della Florida. Il prodotto che vende di più è una patata rossa, senza macchie.
Siamo una fattoria di patate da semina, il che significa che non acquistiamo materiale al di fuori della nostra fattoria. Iniziamo con germogli molto piccoli, che coltiviamo in provette prima di trasferirli in una serra, dove si svilupperanno in piante che creeranno piccoli tuberi. Poiché l’intero sistema è sigillato, i tuberi di patata non sono portatori di malattie trasmesse dal suolo o da insetti. Questo ci dà anche l’opportunità di raccogliere nuove varietà sperimentali attraverso lo stesso sistema, fianco a fianco con i prodotti tradizionali, quindi sperimentiamo internamente le nuove varietà.
Sono ottimista per natura e penso sempre che la prossima varietà che introdurremo prenderà il posto di quelle già predisposte a lungo termine. Ma in 15 anni di lavoro, non è ancora mai successo. Personalmente, sono convinto della validità di patate ancora più rosse. Pensavo davvero che fossimo molto vicini all’obiettivo con due linee sperimentali con cui stavamo lavorando negli ultimi tre o quattro anni. La primavera scorsa siamo andati a piantarle, ma molti semi sono andati a male nel corso dell’inverno. I nostri utenti finali sono stati davvero lusinghieri della varietà, ma sfortunatamente sembra che non si riesca a farla produrre in autonomia.
Il più grande ostacolo all’allevamento di varietà di patate migliori è che quelle commerciali sono tetraploidi, il che significa che hanno quattro serie di cromosomi (Molte altre colture importanti, come i pomodori e il mais, sono diploidi, con due serie di cromosomi). Questo fattore è importante perchè quando si incrociano due patate tetraploidi, c’è così tanta varianza genetica nella progenie che si presentano molte mutazioni inutili. Quindi i tradizionali programmi di allevamento di patate, che funzionano per tentativi ed errori, scartano una quantità enorme, circa il 90 per cento, della loro “prole”. Non è un processo veramente efficiente.
Cinquant’anni fa, quando quasi tutte le università del paese che concedevano sovvenzioni alla coltivazione della terra avevano un programma di allevamento di patate, gli agricoltori facevano molte più incroci e avevano a disposizione molto più materiale. Ora che nel paese sono rimasti in pochi, gli incroci sono limitati e, a mio parere, non viene valutato materiale sufficiente per capire se quel metodo ha successo. Il Dipartimento dell’Agricoltura ha recentemente finanziato un esteso programma, di cui sono consulente, per fare in modo che diversi allevatori si riunissero e provassero la coltivazione commerciale di patate diploidi.
Esistono diversi tipi di patate diploidi presenti in natura, ma nel tempo le linee più produttive in Nord America si sono rivelate quelle tetraploidi, quelle che in gran parte consumiamo ancora oggi. Ma le linee diploidi che esistono in natura sono il punto di partenza di questa ricerca. Spostare l’allevamento di patate su esemplari diploidi ridurrebbe drasticamente il tempo necessario per creare nuove varietà di patate.
L’incrocio dei diploidi significa che i geni difettosi avrebbero meno spazio per “nascondersi” e sarebbe molto più semplice selezionare i tratti desiderabili. E potremmo anche piantarli come veri semi, piuttosto che come colture di tessuti. I tetraploidi si riproducono asessualmente, con tuberi reimpiantati, mentre i diploidi possono essere riprodotti sessualmente, con semi impollinati,
Molte colture importanti, come il mais, utilizzano già l’allevamento diploide ibrido e sappiamo molto sulle colture “madri” coinvolte in un dato incrocio. L’uso di genitori specifici può produrre un risultato più mirato, che può essere qualsiasi caratteristica data che l’allevatore vorrebbe: resa, aspetto, migliore durata di conservazione e così via.
L’orizzonte temporale è ovviamente molto lungo. Spero che questo accada ad un certo punto della mia carriera. Avrebbe un grande impatto sulle patate da semina, che attualmente impiegano circa cinque o sei anni prima di diventare linee commerciali. In caso di successo, renderebbe disponibili molti degli strumenti genomici che altre colture utilizzano da molto tempo per cercare di eseguire un allevamento più mirato.
Non sto parlando di transgenici o CRISPR o qualcosa del genere, ma di strumenti molecolari di base utilizzati dalla maggior parte delle altre colture oggi, come la selezione assistita da marcatori genetici per identificare particolari posizioni nel genoma della patata che possono essere correlate a tratti specifici e quindi utilizzarli per identificare rapidamente i genitori e/o la progenie che hanno questi tratti. Si tratta di un sistema molto più veloce della crescita di più generazioni di materiale solo per identificare se i tratti sono presenti o meno.
Fondamentalmente, stiamo cercando di spostare l’allevamento di patate nel XXI secolo. Siamo bloccati nel passato a causa della nostra dipendenza da complicate linee tetraploidi e del declino dei nostri programmi di ricerca agricola. Non stiamo cercando di cambiare il sapore o la consistenza di base delle patate. Ma queste nuove tecniche genomiche, ossia cambiare la natura fondamentale di selezione della patata, saranno necessarie per soddisfare la crescente domanda di varietà che abbiano le seguenti caratteristiche: più efficienza nel consumo di acqua, minor uso di fertilizzanti, maggiore resistenza alle malattie, meno pesticidi, e possibilità di essere conservate a temperature più fresche.
Immagine di: Peter Imle, coltivatore di patate, semi di soia e riso selvatico a Pine Lake Wild Rice Farms, a Gorvick, in Minnesota.
(rp)
