Dialoghi sulle biotecnologie – “Contrastare lo stress salino attraverso le TEA”

Frusciante: La salinizzazione dei suoli rappresenta oggi una delle principali minacce alla produttività agricola su scala globale. L’attuale scenario climatico contribuisce ad aggravare ulteriormente la problematica: l’aumento delle temperature e la riduzione delle precipitazioni favoriscono l’accumulo di sali nel suolo. In questo contesto, le strategie di mitigazione devono necessariamente integrare approcci agronomici e innovazione biotecnologica. 

Di Matteo: Il fenomeno della salinizzazione dei suoli è in costante espansione e si caratterizza per una distribuzione geografica fortemente disomogenea. I dati più recenti evidenziano come l’Africa sia l’area maggiormente colpita, con oltre 80 milioni di ettari interessati, mentre l’Europa si colloca al quarto posto, con più di 20 milioni di ettari coinvolti. Numeri di questa portata indicano chiaramente che non si tratta di una problematica circoscritta alle sole regioni aride o costiere, ma di una criticità trasversale, capace di incidere su sistemi agricoli molto diversi per condizioni pedoclimatiche e modelli produttivi.
La salinizzazione è un processo complesso e multifattoriale. Si distingue in una forma primaria, legata a cause naturali quali l’intrusione di acqua marina o specifiche dinamiche idrogeologiche, e in una forma secondaria, oggi più diffusa, strettamente connessa alle attività antropiche. In particolare, pratiche irrigue non sostenibili, l’utilizzo di acque di scarsa qualità e sistemi di drenaggio inadeguati favoriscono l’accumulo progressivo di sali nel profilo del suolo. Ne deriva un incremento della pressione osmotica e uno squilibrio ionico che ostacolano l’assorbimento di acqua e nutrienti da parte delle piante, con effetti negativi su crescita, produttività e qualità delle rese.
Di fronte a questo scenario, gli interventi agronomici restano imprescindibili: la razionalizzazione della concimazione minerale per limitare ulteriori apporti salini, l’impiego di acque non salmastre e una gestione più efficiente del drenaggio costituiscono misure fondamentali. Tuttavia, è altrettanto necessario ripensare le scelte colturali, orientandosi verso specie e varietà più adattate. La sostituzione delle colture più sensibili rappresenta una risposta immediata, ma nel lungo periodo diventa strategico integrare tali approcci con l’innovazione varietale, che offre strumenti avanzati per sviluppare genotipi capaci di tollerare e gestire lo stress salino in modo più efficace e sostenibile.

Frusciante: Nel comparto orticolo il pomodoro rappresenta un caso emblematico, essendo tra le specie più sensibili alla salinità: anche livelli moderati di stress salino possono ridurre significativamente la resa, alterare l’equilibrio nutrizionale e compromettere la qualità del frutto, con ricadute economiche sull’intera filiera. In questo contesto, il miglioramento genetico e l’innovazione varietale diventano centrali, poiché mirano non solo ad aumentare la produttività, ma a sviluppare varietà capaci di garantire stabilità di resa e qualità anche in condizioni di stress.

Di Matteo: Per contrastare lo stress salino, le piante attivano meccanismi di difesa come l’esclusione o il sequestro vacuolare del sodio e la sintesi di osmoliti per mantenere l’equilibrio idrico. Il trasporto del Na⁺ nei vacuoli avviene tramite antiportatori catione/H⁺ alimentati dal gradiente protonico generato da H⁺-ATPasi e H⁺-PPiasi. La risposta è mediata da segnali come Ca²⁺, ABA e ROS, che regolano chiusura stomatica ed efficienza fotosintetica.
Nel pomodoro, la tolleranza alla salinità è stata migliorata ampliando la base genetica attraverso incroci con specie selvatiche, capaci di fornire alleli adattativi persi durante la domesticazione. Le linee di introgressione permettono di trasferire segmenti cromosomici favorevoli monitorando il linkage drag. Alcune accessioni mostrano elevata tolleranza già allo stadio di plantula, risultando donatori strategici.
La crescente erosione genetica rende prioritario il recupero e la caratterizzazione del germoplasma selvatico, integrando miglioramento convenzionale e tecnologie genomiche. L’uso di marcatori molecolari, sequenziamento e selezione genomica consente di stimare il valore genetico su scala genome-wide, accelerando il breeding. Questi approcci sono potenziati da fenotipizzazione ad alta processività, sensoristica, automazione e analisi tramite IA e machine learning. In parallelo, l’innesto su portinnesti tolleranti offre una soluzione immediata per conferire resilienza a cultivar produttive senza ricorrere alla transgenesi.

Frusciante: Se consideriamo la rapidità con cui la salinizzazione sta compromettendo vaste aree agricole, diventa evidente che il miglioramento genetico convenzionale, da solo, rischia di non essere sufficientemente tempestivo. È in questo contesto che le Tecnologie di Evoluzione Assistita (TEA) assumono un ruolo strategico.

Di Matteo: Parallelamente al miglioramento convenzionale, le biotecnologie — in particolare le TEA — offrono strumenti mirati per aumentare la tolleranza alla salinità. I principali bersagli includono geni coinvolti nell’omeostasi ionica (antiportatori Na⁺/H⁺ come SOS1/NHX), fattori di trascrizione (DREB, NAC, WRKY, AREB, ERF), enzimi di detossificazione dei ROS (es. glutatione S-transferasi) e vie di biosintesi di osmoprotettori come la prolina.
Tra le TEA, il genome editing con CRISPR/Cas consente modifiche sito-specifiche senza introdurre DNA esogeno, intervenendo su varianti alleliche già presenti nella specie. Questo permette di modulare con precisione i pathway che regolano equilibrio Na⁺/K⁺, compartimentazione vacuolare e protezione dei tessuti fotosintetici, riducendo effetti indesiderati rispetto agli incroci tradizionali.
CRISPR/Cas si distingue per precisione, rapidità ed efficienza, consentendo sia il silenziamento di regolatori negativi sia il potenziamento di alleli favorevoli. Un esempio è l’editing di SlHyPRP1 nel pomodoro, che ha migliorato la tolleranza a stress multipli senza penalizzare la resa.
Il quadro normativo europeo sulle nuove tecniche genomiche si sta evolvendo verso procedure semplificate per le piante equivalenti a quelle convenzionali. Resta centrale la valutazione della sostenibilità economica per una reale adozione in agricoltura.