Gli ultimi decenni sono stati caratterizzati da un aumento vertiginoso del tasso di riduzione e di estinzione di molte specie animali e vegetali, dei loro habitat e dei relativi ecosistemi. La causa principale di questa alterazione della diversità biologica è da attribuire soprattutto all’influenza dell’uomo sull’ecosistema, che ha provocato un aumento dell’urbanizzazione e delle infrastrutture, un eccessivo sfruttamento delle risorse e varie tipologie di inquinamento. Con la Convenzione sulla Biodiversità, accordo elaborato e adottato al Vertice sulla Terra di Rio de Janeiro nel 1992, i leader mondiali hanno stabilito il valore della diversità biologica e dei suoi vari componenti (ecologici, genetici, sociali ed economici, scientifici, educativi culturali, ricreativi ed estetici) riconoscendo, come esigenza fondamentale per la sua conservazione, la salvaguardia in situ degli ecosistemi e degli habitat naturali, il mantenimento e il ristabilimento delle popolazioni e delle specie nei loro ambienti naturali. Molte nazioni hanno quindi varato piani nazionali sulla biodiversità che definiscono le linee guida per la conservazione della variabilità genetica.

Inoltre, siccome l’utilizzazione della biodiversità agricola produce un flusso di beni e servizi, aventi o meno valore di mercato, è entrato nell’uso comune il termine risorsa genetica, che mette in evidenza come la biodiversità sia una materia prima per la produzione di beni. Il protocollo di Nagoya, stipulato nel 2010, stabilisce le modalità per definire l’accesso alle risorse genetiche, la ripartizione dei benefici derivanti dal loro uso e la cooperazione tra paesi per evitare la biopirateria. 

La biodiversità si esprime inizialmente a livello di geni, e in questo senso i genomi delle specie selvatiche vengono visti come risorse per il futuro. È importante perciò definire la variabilità genetica attraverso descrittori morfologici, biochimici e molecolari. Le strategie e gli obiettivi da perseguire per poter salvaguardare il grande patrimonio di risorse genetiche sono molteplici e interconnessi tra di loro: la conservazione in situ, attraverso la protezione di ampi tratti di territorio; la conservazione ex situ del germoplasma di specie agrarie non più utilizzate o a rischio estinzione; la creazione di una banca dati sempre aggiornata per il monitoraggio continuo delle variazioni della biodiversità e di “banche di germoplasma” per assicurare la disponibilità nel tempo di materiale genetico per chi opera nei campi del miglioramento genetico e nella ricerca in generale.

A livello nazionale importanti progetti sono stati attivati con l’obiettivo di raccogliere, catalogare e conservare le risorse genetiche di specie erbacee ed arboree rilevanti per gli ambienti italiani. Il progetto Risorse Genetiche Vegetali (RGV-FAO), che viene finanziato dal MiPAAF ogni anno dal 2004, rappresenta l’implementazione italiana del “Trattato Internazionale sulle Risorse Fitogenetiche per l’alimentazione e l’agricoltura”. Il progetto coinvolge oltre 30 tra Centri o Unità di ricerca pubbliche, che si occupano delle principali colture di interesse agronomico e non: cereali, ortaggi, frutta, colture foraggere, piante officinali, specie ornamentali, specie forestali, olivo, mandorlo e vite. Nei dieci anni di attività svolta fino a oggi, il progetto ha consentito la conservazione e la catalogazione di 859 specie botaniche, per un totale di 47.700 accessioni. Maggiori informazioni sul progetto e sulle collezioni conservate presso i Centri e le Unità del CRA possono essere trovate sul sito PlantaRes . Tra queste, le collezioni di cereali contengono circa 18.350 accessioni delle quali 7.554 sono di frumento, 575 di farro, 2.175 di orzo, 1.930 di avena, 400 di riso e 5.698 di mais (Figura 1).

figura 1 - Principali collezioni di piante erbacee del CRA

Principali collezioni di piante erbacee del CRA. Da: Conservazione biodiversità, gestione banche dati e miglioramento genetico. Da: Biodati, Volume 1.

Una delle collezioni di cereali più ampie in Italia è rappresentata dalla Banca del germoplasma dell’Unità di ricerca per la maiscoltura (CRA-MAC). Questa collezione è stata costituita a partire dal 1954 con l’importante contributo del Prof. Fenaroli che, intuendo l’importanza delle popolazioni tradizionali di mais italiano nel momento in cui si diffondeva la coltivazione degli ibridi giunti dagli Stati Uniti, si occupò di organizzarne la raccolta e la conservazione. La Banca del germoplasma di mais comprende oltre 5.700 accessioni conservate ex situ in celle a 7°C (Figura 2) e rigenerate periodicamente in campo, tra cui: 3.590 linee inbred, pubbliche e non, di cui la maggior parte provengono dagli Stati Uniti (41%) e dall’Italia (40%); 1.262 popolazioni locali delle quali oltre la metà (695) sono italiane (Figura 3), mentre le altre provengono da 23 Paesi differenti; 476 popolazioni sintetiche, costituite per lo più in Italia, ma provenienti anche da altri Paesi; 370 linee che portano mutazioni a livello dello sviluppo della pianta e delle vie metaboliche della cariosside, utili per studi di biologia molecolare.

figura 2 - Banca del germoplasma del CRA-MAC

Banca del germoplasma del CRA-MAC. Foto C. Lanzanova

figura 3 - Popolazioni locali di mais

Alcune popolazioni locali italiane appartenenti alla collezione del CRA-MAC. Foto C. Lanzanova.

Le linee guida per la biodiversità

Nel 2012 è stato pubblicato il “Piano nazionale sulla biodiversità di interesse agricolo”, frutto di un attento lavoro finanziato dal MiPAAF, che definisce le “Linee guida per la conservazione e la caratterizzazione della biodiversità vegetale, animale e microbica di interesse per l’agricoltura”, in cui vengono presentati e discussi tutti gli aspetti legati alla gestione della biodiversità in uno scenario sostenibile. Un aspetto interessante di questo lavoro riguarda il fatto che nelle strategie di conservazione della biodiversità vengono compresi anche i microorganismi, riconoscendo il ruolo importante che rivestono nel mantenimento della fertilità del suolo e nella trasformazione dei prodotti alimentari (fermentazioni, ecc.)

 Esempio di utilizzo della biodiversità

Il progetto “ESPLORA” (ESPLORAzione della biodiversità vegetale ed animale alla ricerca di alleli superiori da inserire nei programmi avanzati di miglioramento genetico a sostegno dell’agricoltura nazionale) è un esempio di utilizzo della biodiversità per la selezione di caratteri utili al miglioramento genetico di una specie. Le collezioni di germoplasma di 14 colture rilevanti per l’agricoltura italiana (frumento duro, orzo, riso, pomodoro, melanzana, fagiolo, pisello, anemone, fragola, pesco, agrumi, vite, olivo, pioppo) rappresentative della variabilità genetica della specie (>100 accessioni) sono state caratterizzate con marcatori molecolari e per caratteri fisiologici di interesse. Questi caratteri riguardavano le resistenze a stress abiotici e a patogeni, ma anche la produzione, la qualità della granella e della paglia. Attraverso l’identificazione di un’associazione tra i marcatori molecolari e il carattere in esame è stato possibile identificare loci e alleli associati a caratteri d’interesse, da usare come strumento di selezione in programmi di breeding attraverso la Marker Assisted Selection.