Evoluzione delle tecniche di selezione e produzione di sementi ibride

Innovazioni nella genetica agraria

Nella prima metà del secolo scorso furono fatti dei grossi passi avanti nel miglioramento della produttività delle piante coltivate. Nazareno Strampelli E fu un grande agronomo e genetista italiano, che riuscì a selezionare decine di varietà di sementi di frumento altamente produttive.

Tecniche di selezione e incrocio

La sua opera di selezione, chiaramente, si basava sulle tecniche di genetica classica (del tipo di quelle utilizzate da Mendel), incrociando piante e selezionando i caratteri desiderati (selezione fenotipica). L’obiettivo di Strampelli era quello di ottenere varietà più produttive, per risolvere i problemi legati alla scarsa disponibilità di alimento di base, che allora affliggeva le fasce povere della popolazione italiana. Nel corso delle sue ricerche, egli si convinse che le linee coltivate tradizionalmente nelle diverse regioni d’Italia non potevano essere migliorate di molto, perché si trattava di varietà sottoposte a selezione da lungo tempo, da cui insomma non si sarebbero potuti ottenere caratteri molto diversi da quelli già presenti. Egli cominciò perciò a procurarsi semi di diverse varietà, provenienti dalle regioni italiane ma anche da lontani paesi stranieri. Quando si incrociano linee pure (che quindi presentano un alto grado di omozigosi a livello genetico), la prima generazione ottenuta dall’incrocio presenta una grande vitalità e «forza biologica». Questo fenomeno viene detto «vigore degli eterozigoti». Le piante ottenute nella prima generazione presenteranno a livello genetico un alto grado di eterozigosi, avendo ereditato i caratteri tipici di ognuna delle due linee parentali.

Vantaggi delle sementi ibride

Da molti decenni, la maggioranza degli agricoltori utilizza sementi ibride, che vengono prodotte da aziende sementiere e che sono più produttive. I semi ottenuti con il raccolto non vengono riutilizzati per la semina negli anni successivi: gli agricoltori comprano ogni anno i semi forniti dalle aziende sementiere.

Il costo dell’acquisto di sementi ibride ogni anno viene ampiamente compensato dalla maggiore produttività, dovuta all’alto grado di etereozigoti.

Produzione di semi ibridi

La produzione di sementi ibride pone dei problemi. Se si vogliono produrre semi ibridi che provengano dall’unione di due linee diverse, si deve impedire la fecondazione tra gli individui della stessa linea e anche l’autofecondazione. Con le tecniche di ingegneria genetica, sono oggi disponibili numerose linee definite «maschio-sterili». In queste, viene impedita la produzione di polline. Supponiamo che si vogliano produrre dei semi ibridi a partire da due varietà diverse di mais, che chiameremo linea A e linea B. Se una delle due (per esempio la linea B) è stata modificata geneticamente per essere maschio-sterile, potremmo riuscire facilmente a ottenere i semi ibridi. Se si coltivano tra loro vicine le due linee, in uno stesso campo e in filari alternati, le uniche piante in grado di produrre il polline saranno quelle della linea A. I semi prodotti dalle piante della linea B saranno stati quindi fecondati soltanto dal polline della linea A. Se si raccolgono i semi prodotti dalle piante della linea B saremo sicuri che si tratta di semi ibridi, che verranno venduti perché più produttivi.

Restaurazione della fertilità negli ibridi

È chiaro che negli ibridi prodotti deve essere restaurata la fertilità, in modo che le piante derivate da questi semi possano produrre i semi (o i frutti) che costituiranno il raccolto. Spesso il carattere di maschio sterilità è recessivo, per cui il seme ibrido (eterozigote) dà origine a una pianta fertile e quindi capace di produrre il raccolto. Nei casi di maschio sterilità dominante, si può ricorrere all’ingegneria genetica, per produrre piante modificate con un fattore genico che blocca la sterilità maschile e ripristina la fertilità.