Banca di germoplasma dell`Orto Botanico di Pisa

Studi Trent. Sci. Nat., 90 (2012): 113-117
© Museo delle Scienze, Trento 2012
ISSN 2035-7699
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Banca di germoplasma dell’Orto Botanico di Pisa
Gianni BEDINI* & Angelino CARTA
Dipartimento di Biologia dell’Università degli Studi di Pisa, via Luca Ghini 5, 56126 Pisa, Italia
*
Indirizzo e-mail dell’autore per la corrispondenza: [email protected]
RIASSUNTO - Banca del germoplasma dell’Orto Botanico di Pisa - La banca di germoplasma di Pisa è stata istituita nel 1995 e ristrutturata nel 2004 con nuovi impianti tecnologici, installati per garantire la conservazione a lungo termine di semi di specie selvatiche. Opera
sul territorio toscano, d’intesa con gli Orti botanici delle Università di Firenze e Siena, per garantire la conservazione ex situ della flora
regionale inserita in elenchi di priorità di conservazione.
SUMMARY -Germplasm bank of Pisa - Germplasm bank of Pisa was established in 1995 and renovated during 2004 with new technological facilities, to guarantee long term conservation of wild species’ seeds. The bank operates on Tuscany area in agreement with Botanical
Gardens of Florence and Siena, in order to ensure ex situ conservation of the regional flora inserted in conservation priority lists.
Parole chiave: Biodiversità Vegetale, Banca del Germoplasma, piante minacciate, conservazione ex situ, Regione Toscana
Key words: Plant Biodiversity, seed bank, threatened plant species, ex situ conservation, Tuscany
1.
Denominazione
6.
Banca di germoplasma dell’Orto Botanico di Pisa.
2.
Sede
Dipartimento di Biologia dell’Università degli Studi
di Pisa, via Luca Ghini 5, I-56126 Pisa.
3.
Anno di fondazione
1995 per le celle refrigerate dedicate alle collezioni di semi per lo scambio (Delectus Seminum); 2004 per
l’installazione di una cella di disidratazione e la ristrutturazione per la conservazione a lungo termine di collezioni
di semi.
4.
Referente scientifico
Gianni Bedini, [email protected],
0502211314, fax 050 2211309.
5.
tel.
Referente tecnico
Giuseppe Pistolesi, [email protected], tel.
0502211313, fax 0502211309.
Staff
(in parentesi la funzione e la percentuale di tempo
dedicata alla banca): Cristina Giordani (gestione dei semi,
50%), Marcello Tognoni (documentazione, 15%), Giuseppe Pistolesi (coordinamento tecnico, 40%), Maria Ansaldi
(cartografia, 15%). Al personale strutturato si affianca la
collaborazione di borsisti, tirocinanti e laureandi, in numero variabile. Altro personale dell’Orto botanico e del Museo
botanico collabora all’attuazione delle campagne di raccolta, nelle stagioni estiva e autunnale, che alimentano le collezioni di semi.
7.
Territorio di riferimento
Regione Toscana, d’intesa con gli Orti botanici di
Firenze e di Siena, con i quali è stato sottoscritto un protocollo d’intesa per coordinare la raccolta di semi di specie
inserite negli allegati della L.R. n. 56/2000 e nella lista di
attenzione del Repertorio Naturalistico Toscano (Sposimo
e Castelli, 2005).
8.
Taxa principali di interesse
Raccolte e indagini della banca si svolgono principalmente sulle coste sabbiose del litorale pisano e versiliese, sulle Alpi Apuane e sul Monte Pisano, dove si rivolge
attenzione a piante minacciate a livello locale o nazionale
o a unità di interesse fitogeografico, come ad esempio Ana-
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Bedini & Carta
gallis tenella, Biscutella cichoriifolia, B. apuana, Centaurea arachnoidea, C. montis-borlae, C. subciliata, Daphne
alpina subsp. alpina, Helichrysum stoechas, Horminum
pyrenaicum, Otanthus maritimus, Pinguicula leptoceras,
Pycnocomon rutifolium, Solidago litoralis.
9.
Tecnologia in uso e attrezzature
L’attuale dotazione tecnologica riflette una collaborazione con la Millennium Seed Bank, Royal Botanic Gardens Kew (MSB), avviata nel 2003, nell’ambito della quale
la banca fu oggetto di una relazione tecnica, a cura di S.
Linington, nella quale si raccomandava l’adozione di modifiche agli impianti, per garantire una migliore funzionalità.
All’epoca, la banca era dotata di due celle refrigerate, una a -20 °C e una a 5 °C, per la conservazione dei
lotti di semi disponibili per lo scambio con altre istituzioni
botaniche, secondo il ben noto schema dell’Index Seminum.
In seguito, secondo le raccomandazioni contenute nella relazione tecnica, le celle furono differenziate anche per funzione. Mentre quella a -20 °C non fu oggetto di interventi
e rimase adibita alla conservazione di collezioni di semi a
lungo termine, l’altra fu modificata negli impianti, per disimpegnare la funzione di locale di disidratazione. Anche le
attrezzature sono state acquisite su indicazione della MSB.
Attualmente le attrezzature sono:
-------
10.
una cella di essiccazione, con essiccatore a tamburo
rotante Munters M20 (5 m2 di superficie, 15 °C,15%
RH,)
una cella di conservazione con gruppo elettrogeno
di emergenza a gasolio (3,5 m2 di superficie, -20 °C)
un misuratore portatile di attività dell’acqua (Rotronics);
una serie di vagli calibrati di acciaio inox per la pulizia e la vagliatura dei semi;
una macchina per la pulizia di semi in corrente
d’aria (Agriculex);
una macchina per la termosaldatura dei sacchetti di
alluminio laminato usati per impacchettare i semi.
Procedure di validazione e
controllo per la tecnologia
impiegata (test di contenitori,
monitoraggio processi, controlli
di ridondanza)
Non sono attualmente previste.
11.
Strategie di acquisizione
del germoplasma
Il germoplasma destinato alla banca proviene da
specifiche campagne di raccolta sul territorio di riferimento, operate direttamente da personale dell’Orto Botanico di
Pisa oppure da personale degli Orti botanici di Firenze e
Siena, con i quali è in atto un protocollo d’intesa per coordinare la raccolta di semi di specie inserite negli allegati della
L.R. n. 56/2000 della Regione Toscana.
La programmazione delle escursioni per la raccolta
Banca di germoplasma di Pisa
di semi segue due metodi, in funzione della conoscenza delle popolazioni da campionare.
Per le specie oggetto di precedenti raccolte, le escursioni sono programmate a tavolino, sulla base delle date di
raccolta registrate nelle precedenti campagne.
Per le specie mai campionate, si procede innanzitutto a ricavare le stazioni note in letteratura e a rilevare quelle
indicate sui cartellini di erbario delle collezioni di PI, FI,
SIENA.
Si compila così una lista di luoghi da visitare per
rilevare la presenza della - o delle - specie e la consistenza
delle relative popolazioni.
Successivamente si effettuano escursioni nei luoghi
elencati, tenendo conto dei periodi di antesi, e si annotano
per ciascuna stazione alcuni dati demografici di base (il numero di individui, il numero di fiori per individuo, lo stadio
fenologico secondo Marcello (1951)) e i principali dati stazionali (coordinate geografiche mediante GPS, altitudine,
esposizione, pendenza, substrato litologico).
Le località sono quindi riportate su mappe digitali,
in ambiente GIS (ESRI Arc-View).
Tramite le funzioni offerte dal GIS si calcola la
superficie occupata (AOO, area of occupancy) secondo i
criteri IUCN (2008), mentre con l’aiuto di modelli digitali
del terreno si valuta la superficie potenzialmente occupata,
intesa come area i cui fattori stazionali (altitudine, esposizione, pendenza, substrato litologico) rientrano nel campo
di variazione dei valori registrati in situ.
Se la superficie potenziale è ben più estesa dell’AOO
si procede a una nuova ricognizione per individuare l’eventuale esistenza di popolazioni non ancora segnalate e registrarne i dati demografici e stazionali. Per affinare la identificazione della superificie potenziale, stiamo sperimentando il software gratuito MAXENT, che consente di porre in
atto tecniche di niche modelling (Phillips et al., 2006).
Terminata la fase di verifica e censimento delle popolazioni, si procede a programmare il campionamento per
le singole specie, tenendo conto delle considerazioni seguenti:
-all’interno dell’areale regionale, si devono campionare 5 popolazioni considerando diverse situazioni
geografiche (centro o margini dell’areale) ed ecologiche (ENSCONET, 2009a);
-le popolazioni numerose sono preferibili a quelle
con pochi individui;
-le popolazioni che producono molti semi sono preferibili a quelle che ne producono pochi;
-le popolazioni facilemente raggiungibili sono preferibili a quelle ubicate in luoghi di difficile accesso.
La raccolta dei semi viene condotta su 10-50 individui scelti a caso nella popolazione tra quelli con semi maturi, avendo cura di non prelevare più del 20% del numero
totale di semi. La maturazione del seme viene controllata
con una prova di taglio in campo (ENSCONET, 2009a)
Il materiale raccolto, generalmente sotto forma di
sommità fruttificate o di singoli frutti, viene collocato in un
sacchetto di carta porosa o di tela, corredato di un’etichetta
di raccolta (recante nome del raccoglitore, data e luogo di
raccolta, nome latino) e trasportato alla banca. Frutti carnosi
sono trasportati in sacchetti di polietilene. Nei casi di dubbia
identificazione si raccoglie anche un campione d’erbario.
All’arrivo in banca, il materiale segue le procedure
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di registrazione previste per le accessioni dell’Orto botanico. Dopo la registrazione, l’accessione è trasferita alla banca per i successivi trattamenti e lo stoccaggio.
12.
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--
Sistemi di trattamento
e gestione dati
Le collezioni di semi destinate alla banca, dopo la
registrazione nel sistema di gestione dati dell’Orto
botanico, sono sottoposte a pulizia, valutazione di
vitalità, confezionamento e stoccaggio.
La pulizia è condotta secondo quanto specificato in
ESCONET (2009b), mentre la valutazione di vitalità
è eseguita mediante prova di taglio su 20 semi (Bacchetta et al., 2006). I semi sono quindi confezionati
in buste di alluminio termosaldato, sigillate a caldo.
A ogni busta viene applicata un’etichetta adesiva
con il numero di accessione e il nome della specie.
Le buste sigillate sono stoccate nei cassetti del congelatore.
Il sistema di gestione dei dati è integrato nel sistema
di registrazione dell’Orto botanico e prevede la schedatura
delle informazioni relative alla raccolta, all’arrivo all’Orto
botanico e alla identificazione botanica. Le operazioni di
trattamento condotte nella banca sono annotate su quaderni
di laboratorio.
13.
Principali pubblicazioni prodotte
Bedini et al. (2005); Clauser et al. (2005); Amadei et al. (2006); Bedini & Garbari (2006); Cataldi et al.
(2006); Garbari & Bedini (2006); Rossi et al. (2006); Bedini et al. (2007); Boracchia & Bedini (2007); Ansaldi et
al. (2008); Palla et al. (2008); Abeli et al. (2009); Ansaldi
et al. (2009); Ciccarelli et al. (2009); Peruzzi et al. (2009);
Puggioni & Bedini (2009); Bedini & Carta (2010); Gentili
et al. (2010, in stampa).
I riferimenti completi sono riportati in Bibliografia.
14.
--
--
Collegamento a progetti di
riproduzione, reintroduzione,
restocking, display gardens,
educazione
Protocollo di intesa tra Società Botanica Italiana
(Gruppo di Lavoro per gli Orti botanici e i Giardini
storici) e Federazione italiana Parchi e aree protette
teso a delineare uno schema generale per programmi di conservazione integrata in situ - ex situ, e al
trasferimento di conoscenze biologiche dall’ambito
prettamente scientifico degli Orti botanici a quello
tecnico-operativo proprio delle aree protette, deputate alla gestione territoriale, da attuarsi sia tramite
scambio di dati, sia per mezzo di specifici corsi di
formazione.
Programmi didattici a favore di classi di scuole di ogni
ordine e grado, di gruppi a carattere ambientalistico,
di associazioni culturali e del pubblico in genere.
115
--
--
15.
Progettazione di un giardino tematico sul litorale del
Parco di Migliarino San Rossore Massaciuccoli d’intesa con l’Orto botanico e il Comune di Vecchiano,
corredato di schede didattiche che suggeriscono ai
visitatori del Parco e ai frequentatori della spiaggia
un’interpretazione delle piante delle dune, del loro
significato ecologico e del loro interesse economico.
Realizzazione di un prodotto multimediale divulgativo relativo al progetto di conservazione, all’Orto
botanico delle Alpi Apuane “Pietro Pellegrini”, delle
piante minacciate del territorio apuano, disponibile
su CD e sui siti internet dell’Orto Botanico di Pisa
(http://www.biologia.unipi.it/ortobotanico/obpellegrini/) e del Parco delle Alpi Apuane (http://www.
parcapuane.toscana.it/orto/index.asp).
Problematiche gestionali
Dal punto di vista strutturale, la banca soffre di
carenza di spazio, essendo confinata in un piccolo locale
decentrato, che consente di ospitare solo la cella di disidratazione, quella di conservazione e il laboratorio di pulizia.
Spazi e attrezzature di laboratorio necessari per la predisposizione di prove di germinazione sono in comune con il
laboratorio di biosistematica del Dipartimento di Biologia;
la disponibilità di armadi di germinazione è subordinata
alle esigenze di altri laboratori del medesimo Dipartimento.
Mancano inoltre gli impianti di allarme per la temperatura
o l’umidità relativa.
Tenuto conto della necessità primaria di reperire un
più ampio spazio per la banca semi, il Dipartimento di Biologia ha messo a disposizione un locale di circa 130 m2, attualmente adibito ad aula didattica, al centro dell’Orto botanico. In questo spazio, l’Ufficio tecnico dell’Università ha
progettato la nuova banca semi, sulla base di precise indicazioni tecniche concordate con la Millennium Seed Bank,
Royal Botanic Gardens Kew, Londra. In particolare, saranno installati dei congelatori verticali per la conservazione a
bassa temperatura, all’interno di una cella di disidratazione
di circa 30 m2. Il resto dello spazio sarà utilizzato per un
ufficio, un laboratorio per la preparazione di campioni, un
laboratorio di pulizia dei semi e una stanza per la germinazione.
Progettazione ed esecuzione sono finanziate per
il 70% dalla Regione Toscana e per la parte rimanente
dall’Università di Pisa e da fondi propri dell’Orto botanico.
Per quanto riguarda il personale addetto, attualmente costituito da quattro operatori tutti a tempo parziale, sarebbe opportuno poter disporre almeno di un operatore a
tempo pieno. Al momento attuale la carenza è acuita dal
collocamento in congedo temporaneo di un operatore e dal
prossimo pensionamento di un altro, senza realistiche possibilità di sostituzione. Non sono previste soluzioni stabili,
ma solo il ricorso a forme di collaborazione temporanea di
studenti part-time, tirocinanti, borsisti e dottorandi, secondo la disponibilità.
Passando all’ultimo aspetto, quello delle collezioni,
le principali lacune riguardano:
-la politica per i duplicati
-la separazione tra collezione base e collezione attiva
-la regolare programmazione di prove di germinazione.
Questi aspetti critici si correlano in parte alle ca-
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Bedini & Carta
renze strutturali e di personale suaccennate. E’ plausibile
ipotizzare che le criticità relative alle collezioni si possano
attenuare in seguito al completamento del progetto della
nuova banca, anche se permarranno le difficoltà legate alla
carenza di personale.
16.
Approfondimenti
I progetti di conservazione sono descritti nella pagina http://www.biologia.unipi.it/ortobotanico/html/biodiv.
html.
17.
Duplicazione
Solo una parte delle collezioni risulta duplicata in
altre strutture. Manca una chiara politica di duplicazione,
che dovrà essere esplicitata.
18.
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--
19.
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Progetti in atto e linee di ricerca
Linea di ricerca 1, in collaborazione con il Parco Naturale Regionale di Migliarino San Rossore Massaciuccoli: censimento e valutazione delle popolazioni
di alcune psammofile inserite nelle liste rosse regionali o di rilevante significato fitogeografico o biocenotico; raccolta di campioni di semi; studio della
capacità germinativa dei semi; precisazione dei numeri cromosomici; distribuzione delle specie in funzione della distanza dalla linea di costa; affinamento
delle tecniche per l’applicazione delle categorie di
rischio I.U.C.N.
Linea di ricerca 2, in collaborazione con il Parco
Naturale Regionale delle Alpi Apuane: Controllo dello stato di conservazione di popolazioni di
piante minacciate; georeferenziamento dei dati
relativi alle popolazioni studiate e gestione dei
dati in stazioni di lavoro GIS; produzione di carte della distribuzione aggiornate per l’inserimento nella documentazione cartografica del Parco;
indicazione dei fattori di rischio; definizione di
metodi per la gestione sostenibile delle popolazioni; studi sulla biologia riproduttiva di specie
minacciate; allestimento di collezioni di semi e
loro inserimento nella banca semi per il mantenimento a lungo termine; programmi di educazione
e sensibilizzazione.
Titoli dei progetti realizzati
Partecipazione al Consorzio europeo di Orti botanici
(dal 1994 al 2000).
Partecipazione al progetto europeo ENSCONET,
coordinato dalla Millennium Seed Bank – Royal Botanic Gardens Kew, Londra (2004 al 2009).
Partecipazione al progetto italiano finanziato dal
MIUR (PRIN COFIN) “Valutazione delle collezioni
di semi di specie spontanee italiane in rapporto alle
esigenze della conservazione ex situ”, coordinato
dall’Università di Palermo.
Banca di germoplasma di Pisa
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