Dialoghi sulle biotecnologie: “Il contributo delle TEA e del pangenoma per il miglioramento genetico della melanzana”

Frusciante: La melanzana, coltivata già in Giappone nell’VIII secolo, arrivò in Europa con i Mori che invasero la Spagna nel IX secolo. Fu a lungo considerata una pianta velenosa e inadatta all’alimentazione, come accadeva per molte specie appartenenti alla famiglia delle Solanacee. In Italia, il suo stesso nome deriverebbe dal latino “mela insana” (frutto non sano), a testimonianza della diffidenza che l’ha accompagnata per secoli. Oggi, invece, la melanzana è uno degli ortaggi simbolo della cucina mediterranea, protagonista di piatti iconici come la parmigiana, la caponata o la pasta alla Norma. Un’evoluzione sorprendente che l’ha trasformata da presunto frutto tossico a ingrediente centrale di alcune delle più celebri specialità gastronomiche italiane.

Toppino: La melanzana è uno degli ortaggi più coltivati a livello globale e rappresenta un ingrediente centrale della tradizione culinaria di numerose regioni dell’Asia, del Mediterraneo e di altre aree del mondo. Il bacino del Mediterraneo costituisce un importante centro di differenziazione secondaria, nel quale si sono affermate nel tempo varietà locali peculiari, come la Listada de Gandia in Spagna e la Violetta in Italia, espressione dell’elevata variabilità genetica di Solanum melongena e di una distinta evoluzione rispetto alle aree di domesticazione originarie. Attualmente la melanzana comprende un’ampia gamma di varietà, differenziate per forma, colore e utilizzo culinario, ed è protagonista di numerose preparazioni gastronomiche, dal salato al dolce, come Parmigiana, Moussaka, Ratatouille e Babaganoush. Dal punto di vista nutrizionale, la melanzana è considerata un alimento nutraceutico: oltre a fornire nutrienti essenziali, apporta benefici per la salute grazie al contenuto di fibre, potassio, vitamine e composti antiossidanti, in particolare antociani e polifenoli. Il suo consumo contribuisce alla riduzione di colesterolo e trigliceridi, alla protezione cardiovascolare, al miglioramento della digestione e al controllo del peso corporeo, grazie al basso apporto calorico, all’elevato contenuto di acqua e al ridotto indice glicemico.

Frusciante: Il miglioramento genetico di questa specie, in Italia, si deve principalmente ai ricercatori dell’Istituto di Orticoltura del Ministero dell’Agricoltura (ISPORT), oggi CREA. L’Istituto ha avviato programmi mirati ad ampliare la variabilità genetica attraverso incroci interspecifici e colture in vitro, inclusa la produzione di aploidi. Questi programmi innovativi hanno permesso di generare un patrimonio genetico unico, culminato nella selezione di genotipi che rappresentano oggi il punto di partenza per tutti i più avanzati programmi di miglioramento genetico dedicati a questa solanacea. Più recentemente, lo studio del pangenoma ha ulteriormente ampliato le possibilità di miglioramento varietale, offrendo una visione più completa della diversità genetica disponibile.

Toppino: I frutti delle forme ancestrali della melanzana erano piccoli, ricchi di semi e praticamente immangiabili, poiché contenevano elevate quantità di composti antinutrizionali, che li rendevano quasi tossici per l’uomo. Nel corso dei secoli, però, l’azione dell’uomo ha trasformato radicalmente questa specie, selezionando progressivamente piante con frutti dal sapore migliore, con meno composti indesiderati e caratteristiche agronomiche più favorevoli.
Oggi il miglioramento genetico mira a ottenere varietà più produttive, resistenti a parassiti e malattie (come nematodi e funghi), resilienti ai cambiamenti climatici e con frutti di qualità superiore, ad esempio con minor imbrunimento della polpa o senza semi. Questi progressi si basano sulla valorizzazione della biodiversità genetica e sull’applicazione di tecniche di selezione assistita. Da decenni, il CREA del MASAF sviluppa materiali genetici di pre-breeding con caratteri innovativi, anche provenienti da specie affini, utilizzando strumenti biotecnologici e genomici avanzati, come rigenerazione in vitro, fusione di protoplasti, colture di antere, identificazione di loci genetici associati a caratteri di pregio e clonaggio dei geni coinvolti. Fondamentale è stato lo sviluppo e caratterizzazione di popolazioni sperimentali, come le RIL (Recombinant Inbred Lines) e le IL (Introgression Lines).
Un passo importante è stato compiuto di recente con il sequenziamento di 40 varietà di melanzana coltivata e progenitori selvatici, che ha permesso di costruire il pangenoma e il panfenoma della specie. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, è frutto della collaborazione tra ricercatori italiani (CREA, Università di Torino, ENEA, CNR) e di altri sei Paesi, ed è stato condotto analizzando oltre 3.400 accessioni di melanzane coltivate e selvatiche. I dati ottenuti hanno permesso di ricostruire la storia della domesticazione della specie e di individuare centinaia di regioni genomiche responsabili di oltre 50 caratteri agronomici, comprese resistenze e metaboliti del frutto. Queste informazioni, oggi accessibili pubblicamente, rappresentano un archivio di riferimento unico a livello mondiale. Serviranno a individuare i geni responsabili dei caratteri più interessanti, sviluppare marcatori molecolari per una selezione più efficiente e mettere a punto le tecniche più moderne di miglioramento genetico.

Frusciante: La melanzana è oggi considerata una specie modello per l’applicazione di metodologie biotecnologiche avanzate e, in particolare, delle Tecniche di Evoluzione Assistita (TEA).

Toppino: Negli ultimi anni, la ricerca italiana ha sviluppato competenze avanzate nell’applicazione delle TEA alle principali colture agricole, grazie a progetti del Ministero dell’Agricoltura e a iniziative private.

Nel caso della melanzana, sono stati raggiunti risultati particolarmente promettenti anche grazie alla disponibilità di protocolli efficienti di trasformazione e rigenerazione sviluppati dal nostro centro di ricerca. Sono già state ottenute linee TEA con caratteristiche di grande interesse, come frutti senza semi (partenocarpia), minore imbrunimento della polpa dopo il taglio e una migliore tolleranza alla siccità. Inoltre, le recenti informazioni derivate dal pangenoma consentono di individuare rapidamente nuovi geni bersaglio per ulteriori miglioramenti.

La melanzana è oggi tra le specie protagoniste del progetto TEA4IT, finanziato dal MASAF e coordinato dal CREA, che apre alla sperimentazione in campo delle piante ottenute con queste nuove tecnologie. In particolare, il sottoprogetto TEA4IT_SOL riguarda melanzana e pomodoro, due colture simbolo del Made in Italy, con l’obiettivo di rendere i risultati della ricerca pronti per il trasferimento al settore produttivo. Le nuove varietà saranno testate in campo nel rispetto degli standard di sicurezza e trasparenza, contribuendo a migliorare qualità, produttività e sostenibilità dell’agricoltura italiana.