Arboricoltura

Propagazione per seme (gamica)

La maggior parte delle propagazioni è per via agamica. L'obiettivo è il vivaismo e cioè le tecniche di propagazione. Il successo tecnico-economico si basa sulla qualità della pianta e delle direttive da adottare per la propagazione delle piante, in base ai fini specifici che si desiderano conseguire sia dal tipo di pianta che da ciò che ci interessa di quella pianta. Anche le piante da frutto si possono propagare per seme, ma noi usiamo le parti vegetative perché vogliamo omogeneità con i cloni. La propagazione agamica talvolta è obbligatoria perché o non abbiamo semi o i semi non sono vitali (es. Clementina).

Teofastro nel 300 a.C. può essere definito il primo biotecnologo per la redazione di un saggio sugli innesti. La qualità della pianta è determinata dal settore propagativo.

Organizzazione del sistema vivaistico

• Aziende sementiere – effettuano propagazione agamica e sono le Multinazionali (Monsanto o Bayer, Singenta, Dupon sono le più grandi poi ci sono quelle a livello locale) soia, mais, colza, riso, grano (interessano meno le multinazionali). C'è un grosso business perché tutti gli anni i campi vengono seminati. Le grandi aziende fanno ragionamenti a livello economico e se non c'è abbastanza guadagno non sprecano soldi ed è lì che si inseriscono le aziende più piccole. È limitata ai settori dei cereali ed alle orticole. All'interno delle orticole es. la patata deriva dai tuberi, ma l'industria si avvicina alle ditte sementiere a livello di organizzazione aziendale.
• Vivaisti – i semi sono usati solo in piccola parte. Es per i portinnesti. I settori che si affacciano sono quelli frutticoli, ornamentali e forestali. Non troviamo multinazionali, anche se in alcuni settori trovi aziende di dimensioni multinazionali. Il settore forestale non è un vero e proprio settore commerciale come in Canada dove c'è l'industria del legno con un sistema mirato alla produzione del legno. In Italia ci si basa sulla riforestazione.
• Entrambe le ditte sementiere e i vivaisti hanno il valore legale di ciò che producono e brevettano.
• "Inbustinari" o "invasari" – ultimo passaggio della filiera. Prendono il seme, lo impacchettano e lo vendono. Non hanno diritto sui semi, non hanno fatto brevetti o certificazioni ecc... Ha un piccolo guadagno sulla vendita. Gli invasari fanno la stessa cosa sulla pianta.

Settori e tecniche

• Cereali Tradizionali
• Orticoli Avanzate
• Fruttiferi Ornamentali
• Forestali Serre

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La riproduzione delle piante esige capacità tecnica e conoscenza della manualità; per raggiungerla occorre pratica ed esperienza. Il che significa ad esempio conoscere come si esegue un innesto o come si preparano le talee: questa può essere definita l'arte di propagare le piante.

I buoni risultati derivano da un'ottima conoscenza della fisiologia e della morfologia della pianta: questa può essere definita la scienza di propagare le piante. L'innesto fino a poco tempo fa era una pratica comune, ma non si studiava a livello scientifico. Ora è tornato di moda perché si è scoperto che ogni portinnesto produce sostanze diverse per modificare la capacità di trasporto ed accumulo di quest'ultime a nostro piacimento senza cambiare specie.

Possiamo scegliere il materiale di propagazione: i semi o i cloni. Dobbiamo avere piante resistenti, facilmente adattabili e che producano. A seconda dell'obiettivo finale, andiamo a scegliere il materiale di propagazione. Nel settore cerealicolo è sicuramente prediletto il seme per facilità d'azione, mentre in arboricoltura dobbiamo ragionare in termini di destinazione: se vogliamo omogeneità usiamo il clone, altrimenti se vogliamo variabilità usiamo il seme o popolazione d'insieme (pte simili ma con delle differenze).

Se vogliamo fare una riforestazione devi prendere le specie che ci sono in quella zona, le devi propagare per seme ed impiantare così da avere variabilità. Non fai i cloni perché sarebbe una foresta omogenea (se per l'industria del legno va bene anche omogenea), così garantisci il bosco da malattie, siccità, ecc... e ci sarà selezione naturale, alcune pte resistono, altre no, garanzia di stabilità ambientale.

Per la raccolta del seme abbiamo pte madri porta seme. Se pensiamo alla produzione, noi vogliamo l'omogeneità per avere frutti uguali in tutto (maturazione, colore, forma ecc...) ed è possibile tramite talea, innesto, ecc... l'elemento di diversificazione è la combinazione dei portinnesti fatto dall'agricoltore che programma in base alla commercializzazione e non dal seme. Lavorare sulla resistenza ed adattabilità è importante a livello di sostenibilità e lavoro. Importante quindi diventa la certificazione per evitare i danni ambientali, di conseguenza importante è l'origine del clone, la selezione ed il miglioramento. In questo caso abbiamo pte madri porta geme per le talee ed innesti.

Problema sanitario: usare pte da seme significa un minor rischio di trasmissione del seme. La propagazione dei cloni si fa sempre più in vitro che in vivo. Le parti clonate, se infette, si portano dietro virus. Dov'è più importante la radice e dov'è più importante la chioma? Nella riforestazione la radice perché la pta deve attecchire subito. Nella produzione è importante la chioma. I principali vivaisti furono botanici per la classificazione delle specie.

Classificazione delle specie

Quando andiamo a fare una classificazione abbiamo le specie botaniche che ci determinano le specie coltivate. Si parte dal regno Phila; Felicinae (felci), Gimnosperme (Ginko e conifere per il vivaismo forestale per le industrie del legno - Canada), Angiosperme (piante con fiori). A noi interessano le Angiosperme perché sono divise in due sottoclassi: monocotiledoni nell'industria sementiera prevalentemente (sono presenti anche dicotiledoni) e dicotiledoni.

• Ordine
• Famiglia
• Genere e Specie

Ci dobbiamo ricordare delle varietà. Attenzione! Importanti le Varietà Botaniche, che sono le descrizioni che i botanici hanno fatto a livello naturale. Non c'è domesticazione o lavoro a livello di miglioramento. Sono delle sottospecie; da non confondere con le varietà coltivate e cioè selezionate (Cultivar – Cultivated Variety). Tra la varietà botanica e la cultivar troviamo il cline o l'ecotipo o landrace che è a metà tra il naturale ed il selezionato. Si trova a metà tra la varietà biologica e la cultivar perché è qualcosa di naturale, ma che con l'aiuto dell'uomo si è sviluppato e selezionato creando un determinato ambiente. Rappresenta la storia dell'ambiente ed è importante valorizzarlo. È un materiale che poi si può utilizzare per poi selezionarlo e far uscire una varietà; tecnica monoclonale; scegliendo all'interno di un ecotipo il materiale più interessante e selezionarlo. All'interno dell'ecotipo c'è comunque una variabilità, un equilibrio.

La cultivar la distinguiamo in base al metodo di riproduzione: sessualmente-gamica: si può definire come linee (pure stato omozigote, autofecondazione e omogeneità della pta: ambiente controllato – ditte romagnole vengono a lavorare sulla purezza dei semi delle orticole soprattutto nelle Marche soprattutto per la conformazione geoambientale che favorisce la presenza di ambienti controllati; composite o sintetiche – non sono omozigote, miscela, equilibrio di ripartizioni di geni all'interno dei semi; ibride – due linee pure che si incrociano 1,2,3 vie ecc...).

Agamicamente: (apomissia controllata) Clone: non abbiamo polline; riproduzione per via vegetativa ottenuto da tessuti vegetativi. Ci sono dei cloni propagati anche per seme in alcune specie... perché? Nel seme ci sono due tipi di embrioni: 1 zigotico derivanti dalla fusione dei due gameti ed uno somatico; originato dai tessuti es. Nocella o tegumenti non legnosi e quindi sarà una pta uguale alla madre.

Specie e varietà

• Specie: è l'unità fondamentale e comprende gruppi di piante che possono incrociarsi liberamente. È possibile riprodurre una specie per seme e conservarla tramite la propagazione. Tutte le varietà che si incrociano tra loro. Importante per il miglioramento genetico. Facciamo un incrocio intraspecifico tra due specie uguali per essere sicuri che l'incrocio è compatibile. Spesso facciamo incroci interspecifici e cioè tra specie diverse.
• Varietà: sottogruppo della specie con caratteri morfologici propri (dovuti ad es. a barriere geografiche); in questo caso abbiamo un maggiore omogeneità dovuta anche da barriere geografiche.
• Ecotipo: differenze fisiologiche e morfologiche tra i diversi individui della specie in relazione alle continue variazioni ambientali. Che danno origine a popolazioni con differenze distinte e discontinue. Ciò è dovuto alle condizioni ambientali ed all'uomo.
• Cultivar: insieme di individui coltivati che si distinguono per alcuni caratteri, morfologici, fisiologici, citologici, chimici o altri, e che se riprodotti sessualmente o asessualmente mantengono questi caratteri distintivi. Cultivar deriva dal termine Inglese Cultivated Variety.

Il nome scientifico completo di ogni pianta coltivata comprende:

1. Genere
2. Specie
3. Il nome della cultivar

Prunus armeniaca es. cv. Antonio Errani
Prunus armeniaca <<Antonio Errani>>
Albicocco <<Antonio Errani>>

Linea: Cultivar riprodotte sessualmente e moltiplicate per seme che danno origine ad una popolazione di piante in cui la variabilità genetica e l'uniformità sono mantenute ad uno standard adatto alle cultivar.

• Linee Pure, sintetiche o ibride: simili alle precedenti ma per ottenerle richiedono particolari metodi di selezione dei parentali e attenti schemi di produzione del seme.
• Clone: cultivar propagata agamicamente (innesto, talee, divisioni, micropropagazione) definito come un insieme di individui geneticamente uniforme, proveniente da un solo individuo. Non abbiamo variabilità genetica. Gli individui provenienti da una mutazione riconosciuta formano una cultivar distinta = Mutagenesi.

Metodi di propagazione

Nella propagazione gamica le cellule hanno effettuato la meiosi come divisione cellulare riducendo il corredo cromosomico e poi si fondono e si possono avere linee omozigote (se si fondono gameti della stessa pianta) o eterozigote (se si fondono gameti di piante diverse); nelle piante erbacee, molte specie sono omozigoti per avere omogeneità nell'eterozigosi abbiamo una grande variabilità che spesso non conosciamo perché es in Aa non vediamo a. Troppi a insieme ti fanno perdere la pianta (depressione d'inbreeding).

Se vogliamo fissare i caratteri delle piante legnose, l'unico modo è con la riproduzione agamica, fa riferimento alla mitosi delle cellule somatiche e non c'è riduzione somatica, non è solo divisione cellulare, ma differenziazione cellulare totipotenza cellulare. Da ciò possiamo sviluppare apici vegetativi (gemme) e apici radicali cioè meristemi primari. Poi abbiamo anche meristemi secondari cambio = strato cellulare indifferenziato che si trova tra xilema e floema.

È un tessuto indifferenziato e possiamo indurre qualsiasi processo di differenziamento. In realtà sono 4 i processi di differenziamento: formazione di callo (nel vivaismo è importante perché è la cicatrizzazione), rizogenesi (troviamo in vivaismo), caulogenesi – i germogli vegetativi avventizi, embriogenesi somatica (embrioni citati in apomissia).

Quindi: la riproduzione sessuale fa riferimento al seme che può essere naturale, ma si può avere la propagazione in seme in vitro attraverso tecniche di ovulocoltura, embriocoltura, coltura del seme, polline e spore. Si usa il seme anche nell'apomittico (asessuale) in vivo, ma anche in vitro. In vivo (seme) embrioni nucellari ed embrioni avventizi; coltura in vitro embrioni nucellari ed embrioni da callo.

Propagazione vegetativa (agamica) – possiamo usare parti di piante perché avvengono differenziamenti: talee, innesti (combiniamo due genotipi diversi-saper scegliere il portinnesto, I. a marza, a gemma ecc...), propaggini, stoloni, polloni, separazione, divisione, coltura in vitro. Propagazione vegetativa, moltiplicazione, moltiplicazione vegetativa e propagazione agamica sono la stessa cosa!

Propagazione per seme

Piante annuali, biennali e molte delle perenni. Alcuni semi richiedono interventi di pre-germinazione (come la stratificazione o la scarificazione) mentre altri germinano immediatamente se posti in ambiente adatto. Come propagare il seme? A seconda delle specie non è sempre facile propagare le pte per seme. Ci sono semi che hanno fattori d'inibizione come fenomeno adattivo per non essere danneggiato (fenomeni di dormienza, ecc...). La cosa che ci interessa è sapere com'è fatto il seme, che può derivare da impollinazione (libera-non so il papà, ma si la mamma) (eterozigosi-incrocio) o autofecondazione (omozigosi-omogeneità). In omozigosi dobbiamo propagare il seme in ambiente controllato.

Dobbiamo conoscere il ciclo delle piante da seme riproduttivo – vegetativo e com'è fatto il seme struttura; nel seme abbiamo tessuti diversi:

• Embrione: 1 gamete + 1 gamete = 2n
• Endosperma: è il risultato della fecondazione da parte di un gamete maschile proveniente dal polline dei due corpi polari all'interno del centro dell'ovario: 2 nuclei polari (madre) + 1 gamete (padre) = 3n la pianta triploide è importante da coltivare perché non ha semi.
• Nucella = 2n

Ciclo delle piante da seme

Il ciclo vitale di una pianta da seme comprende inizialmente uno sviluppo vegetativo (apici vegetativi, cambio) e quindi la formazione di fiori e la produzione di seme - riproduttivo. Le piante annuali e biennali muoiono appena raggiunta la fase adulta, mentre invece le piante perenni, arboree ed erbacee con fasi ben distinte in fase giovanile ed adulta. Pianta – fiore- zigote - fase embrionale - seme - fase giovanile - fase adulta. Se siamo in una pianta erbacea termina.

La propagazione vegetativa è utile per il clone e per la riduzione della giovanilità; andiamo a prendere la gemma quando è nella fase adulta, perché quando andiamo ad innestare la gemma quest'ultima "si ricorda" da che fase è stata raccolta. Per una pianta arborea è importante per avere una veloce produzione ed accorciamo la giovanilità. Un fattore importante è l'impollinazione e l'ambiente condiziona molto questa fase, anche in base alle vostre esigenze. Importanti sono anche le temperature perché se troppo alte danneggiano i fiori ed i granuli sospesi per aria, se media, facilita la disidratazione dell'antera e l'apertura del fiore, se troppo bassa rallenta i processi che portano alla maturazione del polline ed all'apertura del re, ostacola i movimenti degli insetti impollinatori.

Il vento favorisce le specie anemofile, ma se troppo forte ostacola il volo degli insetti, facilita la perdita dell'acqua da parte dell'antera e l'apertura del fiore. Le pressioni con correnti ascendenti che facilitano la diffusione a distanza del polline e le correnti discendenti che facilitano l'abbattimento del polline. Luminosità se elevata facilita il volo degli insetti diurni, se limitata ostacola il volo di quest'ultimi. La pioggia e l'umidità rallentano l'apertura del fiore, la perdita d'acqua e l'apertura dell'antera, abbattono il polline delle specie anemofile ed ostacolano gli insetti impollinatori.

Struttura del fiore

L'impollinazione è favorita o meno in base alla lunghezza dello stimma in rapporto con la lunghezza del filamento e dell'antera, importante è anche la differenza tra fiore aperto e fiore cleistogamo. Il fiore cleistogamo obbliga l'omozigosi, perché il fiore è chiuso. Autofecondazione. Buona parte delle piante sono a fiore aperto ed è più facile la fecondazione artificiale.

Sviluppo del frutto, del seme e dell'embrione

Per lo sviluppo morfologico del frutto o del seme dobbiamo assicurarci che l'embrione abbia capacità germinativa, che abbia accumulato sostanze nutritive, sappiamo inoltre che ogni pianta ha la capacità di disperdere il seme, anche se in realtà, preferiamo controllare noi la dispersione del seme. Un altro metodo di classificazione del seme può essere in base alla perdita d'umidità alla maturazione (molto più probabile), alla germinazione (quindi % di umidità).

Quando vogliamo far germinare un seme, noi diamo acqua. (olmo, pioppo, aceri, Citrus) querce, tropicali – Abbiamo anche frutti carnosi che mantengono l'umidità per il seme fino alla germinazione. Il fattore importante è la dormienza; distinguiamo in involucri seminali che provocano la dormienza meccanica e finché c'è il nocciolo il seme non germina. Quando cade nel terreno, le condizioni d'umidità, acqua e temperatura scavano il tegumento (Endocarpo legnoso, involucri esterni impermeabili). Se vogliamo invece noi velocizzare il processo per fare incroci, togliamo il nocciolo e bypassiamo la dormienza. Più complicata è la dormienza interna all'apparato.