M. Ballardini (Esasem) - Dipartimento di Scienze Agrarie

Selezione assistita e qualità genetica in
sementi ortive
Ballardini Massimiliano
ESASEM SPA – Research & Development
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Esasem spa

Azienda sementiera che da oltre 25 anni opera sul mercato
nazionale ed internazionale

Anno di fondazione
Maggio 1988

Capitale sociale
1.068.000 €

Sede
Casaleone (Verona) ITALY

Personale impiegato
30 persone

Aderisce al gruppo Ortowick (Road to quality)
Ballardini Massimiliano
ESASEM SPA – Research & Development
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Attività svolte
 Miglioramento




genetico e costituzione varietale
Pomodoro da industria a da mensa
Peperone
Cucurbitacee
Portainnesti
 Produzioni
 Vendita
sementi
sementi orticole
Ballardini Massimiliano
ESASEM SPA – Research & Development
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Programmi di ricerca
Pomodoro da industria


Tondo/squadrato (toll. a TSWV)
Periforme da pelato (toll. a TSWV)
Pomodoro da mercato fresco indeterminato


Tipologia ovale/allungata e periforme (San Marzano)
Tipologia cigliegino/datterino
Peperone

Tipologie per il mercato italiano ed estero,
da serra e pieno campo
Anguria

Tipologia Crimson ovale/allungata
Melone

Tipi Cantalupo, Long Shelf life, Charentais.
Portinnesti

Pomodoro, peperone, melanzana, cucurbitacee
Ballardini Massimiliano
ESASEM SPA – Research & Development
4
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UNIVERSITA’
ENTI DI
RICERCA
LABORATORI
PRIVATI
La ricerca si avvale del supporto di consulenza e analisi di
laboratori specializzati per l’utilizzo delle nuove tecnologie di
analisi molecolare
Ballardini Massimiliano
ESASEM SPA – Research & Development
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Nuovi scenari nell’ambito
della costituzione varietale
delle specie orticole

Aumento dei costi di produzione aziende agricole
con richiesta di incremento delle rese unitarie,
insorgenza di nuove malattie, evoluzione dei gusti
del consumatore, sono fattori che determinano il
rapido ricambio varietale

Cio’ determina la necessità di accelerare i tempi di
rilascio di nuove varietà (turn-over varietale)
Ballardini Massimiliano
ESASEM SPA – Research & Development
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Biotecnologie nella costituzione
varietale nelle specie orticole

La tecnologia MAS (marker assisted selection) risulta uno
strumento indispensabile nell’ambito della costituzione di
nuovi genotipi

Inserimento di geni di resistenze alle malattie (controllo
monogenico) nei confronti di batteri, funghi, virus

Selezione per caratteristiche merceologiche/qualitative

Riduzione dei tempi sviluppo del nuovo materiale
genetico per successiva valutazione agronomica e
merceologica
Ballardini Massimiliano
ESASEM SPA – Research & Development
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Applicazione MAS in programma breeding in pomodoro
MAS
Linea S x Linea R
F1
F2
Unità selettiva
Pianta singola
MAS
F2
F6
MAS
F7/F8
Valutazione
Ballardini Massimiliano
agronomica
ESASEM SPA – Research & Development
Progenie
Criteri selezione
Valutazione
Livello di
resistenza
Fertilità
Dimensioni frutto
Forma del frutto
Consistenza
Livello di
resistenza
Linee pure
omozigoti
Parametri
qualitativi e
nutrizionali
(colore, °Brix,
Lycopene,
acidità)
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Un caso pratico
Selezione per la costituzione di linee
pure in pomodoro resistenti al virus
del TYLV

Nella costituzione di linee di pomodoro resistenti al virus
del TYLV (tomato yellow leaf virus) si utilizzano i geni di
resistenza Ty-1, Ty-2, Ty-3.

Si tratta di una resistenza di tipo quantitativo la cui
espressione è influenzata dall’ambiente

Attraverso la selezione assistita si può ‘bypassare’
l’interazione genotipo-ambiente

E’ possibile selezionare efficacemente linee omozigoti
per uno o più geni (gene pyramiding)
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MAS in pomodoro
Saggio TY-1 marker
JB-1_TaqI
Ballardini Massimiliano
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Selezione assistita per caratteri
qualitativi del frutto in pomodoro
X
Linea nor/nor
Elevata LSL del
frutto
Linea hp-1/hp-1
Elevata contenuto in
lycopene e colore rosso
Ballardini Massimiliano
ESASEM SPA – Research & Development
Ibrido hp-1/nor
Caratteristiche merceologiche
e qualitative superiori
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Concetto di qualità genetica
nelle sementi ibride

Per purezza genetica di un lotto ibrido si intente la
percentuale di seme F1 derivante dall’incrocio delle due
linee parentali (linee pure)

Ancora oggi, nella maggior parte delle specie orticole le
operazioni di emasculazione e impollinazione avviene
manualmente
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Problematiche legate alla
produzione di seme ibrido e al
controllo della qualità genetica

I cambiamenti economici-sociali nelle aree di
produzione rendono difficile il reperimento di
manodopera specializzata per le operazioni legate alla
moltiplicazione del seme F1

Conseguenze: aumento dei rischi legati alla produzione

Impatto sulla qualità: si sta assistendo un aumentano
esponenziale dei lotti che presentano problemi di
purezza (seme derivante da autofecondazione, off-type)
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Controllo della qualità genetica
nelle fasi del processo di
produzione
INVIO LINEE
PARENTALI
PRODUZIONE
DI SEME F1
RICEVIMENTO SEME
COMMERCIALE F1
CONTROLLO
QUALITA’ IN
USCITA
Ispezione di
campo
CONTROLLO
QUALITA’ IN
ENTRATA
La gestione di centinaia di lotti in uscita impone l’adozione di un
sistema di tracciabilità (bare-code), al fine di monitorare tutte le
fasi di movimentazione: GENOTIPIZZAZIONE LINEE PARENTALI
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ISPEZIONE DI CAMPO DELLE PRODUZIONI
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GENOTIPIZZAZIONE DI LINEE PARENTALI ESGUITA CON 37 MARCATORI SSR
Ruphus
(ES 96-100)
Renzino
(ES 21108)
ES 7011
Natalya
(HPG)
ES 22610
Giano
(ES 733)
ES 761
Chr.
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
♀
♂
SSR117
1
265
265
265 +
255
265 +
255
265
265
265
260
265 +
255
265 +
255
265
265
265
265
SSR135
1
152
152
152
152
152
152
152
152
SSR356
2
255
255
255
255
SSR96
2
228
240
240
240
240
245
240
240
Tom47-48
3
172
172
172
172
172
172
172
172
Tom59-60
3
134
140
134
140
SSR231
3
186
186
186
186
186
186
186
186
186
186
186
186
SSR320
3
188
188
188
188
Le21085
4
124
124
124
TMS26
4
254
254
TMS22
4
230
230
TMS39
5
SSR128
6
136
SSR48
6
230
SSR350
6
SSR47
6
208
TMS60
7
SSR45
SSR52
TMS59
8
Tom236-237
SSR70
LEta021
10
Le20592
11
184
T12
11
218
TMS42
11
TMS7 (LEta014)
12
SLM12-12
SSR
228
240
186
186
188
188
188
188
124
136
136
136
124 + 136
124
124
124
136
124
124
254
254
260
250
250
250
254
254
254
250 +
254
254
254
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
230
230
230
266
266
208
208
208
N/M
210
N/M
208
208
208
208
210
218
218
218
218
7
265
265
265
265
274
270
265
270
265
265
265
265
7
210
210
210
210
210
210
9
196
196
9
118
118
184+
188
184
184
184
184
184
184
218
218
218
268
280
280
280
170
170
170
170
170
12
234
234
226
226
226
SLM12-16
12
244
244
244
244
SLM12-31
12
186
186
186
186
188
222
TMS52
12
168
168
168
168
168
182
LEaat002
nd
124
124
124
124
124
126
LEat002
nd
LEaat007
nd
115
115
115
115
115
120
115
115
LEta015
nd
132
132
126
126
126
126
132
LEctt001
nd
112
112
112
112
122
116
112
LEtat002
nd
214
214
270
188
184
Esempio di
genotipizzazione
in pomodoro
mediante
marcatori SSR
270
210
210
118
118
184
192
188
188
230
230
230
218
170
162
162
170
170
186
170
186
170
174
226
226
226
226
226
212
226
226
244
244
244
244
208
208
204
204
200
200
200
184
168
168
172
166
172
168
124
124
124
124
118
124
118
126
212
212
110
115
110
120
132
126
126
132
126+
132
132
126
116
112
112
122
112
122
112
218
218
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Controllo della qualità genetica
del seme «in uscita»

Si riferisce all’eventuale controllo dell’identità varietale e
stabilità delle linee parentali inviate alla produzione,
ovviamente in riferimento ai marcatori scelti

Tale verifica può risultare fondamentale nel caso di
caratteri importanti, difficilmente rilevabili tramite un
normale controllo di campo (grow-out)
Nel controllo della purezza varietale (genetica)
dell’ibrido F1 eseguita in laboratorio, è fondamentale
avere linee fissate per i marcatori utilizzati


In alcuni casi si rende necessario stabilizzare le linee
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Verifica della qualità genetica del
seme «in entrata»

I lotti di seme provenienti dalla produzione commerciale
vengono analizzati per il controllo della purezza
genetica/varietale

Il ricorso dell’analisi di laboratorio risulta necessaria sia
fondamentale ottenere un dato sulla purezza genetica in
tempi brevi (15-30 gg)

Contratti con il produttore

Preparazione del lotto per la vendità
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
Esempio di profilo elettroforetico per
la lettura dei dati di purezza ibrida
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014
GRAZIE PER
L’ATTENZIONE
Ballardini Massimiliano
ESASEM SPA – Research & Development
DipSA Innova – giovedì 30 gennaio 2014