Il miglioramento genetico tradizionale delle colture si basa su metodi che prevedono la selezione di individui migliori e il loro incrocio, per introdurre caratteri d'interesse in cultivar commerciali; i metodi di miglioramento genetico moderno prevedono invece, lo sfruttamento delle conoscenze del genoma per ottenere lo stesso risultato in tempi più brevi e si basano principalmente sull'uso di marcatori molecolari per selezionare le piante d'interesse (selezione assistita da marcatori, MAS), o sull'ingegneria genetica usata per modificare organismi con geni isolati da altri organismi, ottenendo organismi geneticamente modificati (OGM). I metodi per l'ottenimento di piante geneticamente modificate (PGM) sono principalmente due: la trasformazione mediata da Agrobacterium tumefaciens, e la tecnica biolistica; entrambe permettono l'inserzione random del gene d'interesse nel genoma dell' ospite. A seconda della natura del gene d'interesse, del promotore e terminatore si può parlare di TRANSGENESI, CISGENESI o INTRAGENESI. La transgenesi è il processo di trasferimento di geni tra due organismi diversi, non sessualmente compatibili; la cisgenesi è il processo di trasferimento di geni tra due organismi sessualmente compatibili e il cisgene è una copia identica al gene endogeno che include il suo promotore, eventuali introni e terminatore; l'intragenesi è, come la cisgenesi, il processo di trasferimento di geni tra due organismi sessualmente compatibili dove l'intragene, però, è formato da promotore, sequenza codificante e terminatore che possono derivare da più geni appartenenti a piante diverse, della stessa specie o di una specie sessualmente compatibile. Dal punto di vista legislativo, un OGM è un organismo vivente che possiede un patrimonio genetico modificato con tecniche d'ingegneria genetica, che consentono l'aggiunta, l'eliminazione o la modifica di elementi genetici. Un OGM è definito tale per il metodo con cui viene ottenuto e non per il risultato o la natura del gene che viene inserito. Dal momento che nella cisgenesi e nell'intragenesi vengono usate le stesse metodiche attuate nella transgenesi, anche le piante cisgeniche vengono classificate come OGM e regolamentate dalla stessa legislazione. Dal punto di vista del risultato, però, le piante cisgeniche sono simili a quelle che si potrebbero ottenere con metodi di miglioramento tradizionale, con dei vantaggi, quali l'abbattimento del fenomeno del "linkage drag", il mantenimento dell'intero genoma della varietà commerciale e il risparmio di tempo. L'attuale contesto normativo in Europa è composto dalla Direttiva 2001/18/CE che indica le regole base per l'approvazione di un OGM; e da due Regolamenti (1829 e 1830/2003/CE) che regolano l'autorizzazione e l'etichettatura/tracciabilità degli alimenti e dei mangimi costituiti o derivati da OGM. Nel 2012, l'EFSA (European Food Safety Authority) ha concluso che le piante cisgeniche presentano rischi simili a quelli ottenuti per le piante migliorate con i metodi tradizionali. Attualmente esistono diversi esempi di cisgenesi e intragenesi in campo vegetale per il miglioramento genetico, principalmente sviluppati per fornire geni di resistenza a fitopatologie. Gli esempi più importanti includono la patata con resistenza alla Phytophthora infestans, la mela con resistenza a Venturia inaequalis, la fragola con resistenza alla Botrytis cinerea ed infine l'uva con resistenza a patologie fungine.
The traditional breeding of crops is based on methods that provide the selection of best individuals and the intersection, to introduce characters of interest in commercial cultivars; modern methods of genetic improvement provide, on the contrary, the exploitation of genome knowledge to achieve the same result in less time, and it's based on use of molecular markers to select plants of interest (Marker Assisted Selection, MAS), or on genetic engineering used to modify organisms with genes isolated from other one, to get Genetically Modified Organisms (GMO). The methods to obtain genetically modified plants (PGM) are mainly two: Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation, and biolistic technique; both allow the insertion randomly of the gene of interest into the host genome.
Depending on the 'nature' of the gene of interest, the promoter and terminator we define TRANSGENESIS, CISGENESIS or INTRAGENESIS. The transgenesis is the process of transferring genes between two different organisms, not sexually compatible; the cisgenesis is the process of transferring genes between two sexually compatible organisms and the cisgene is an identical copy of the endogenous gene including his promoter, any introns and terminator; the intragenesis is, like cisgenesis, the process of transferring genes between 2 sexually compatible organisms where the intragene, is made by the promoter, coding sequence and terminator that can result from some genes of different plants of the same species or sexually compatible species.
From a legislative point of view, a GMO is a living organism that possesses a modified gene by genetic engineering techniques, which allow the addition, deletion or modification of gene elements. A GMO is defined as such for the method by which it is achieved and not for the result or the nature of the gene inserted. Because cisgenesis and intragenesis uses the same methods implemented in transgenesis, also cisgenic plants are classified as GMOs and regulated by the same legislation. From the point of view of the result, the cis plants are similar to those which could be obtained with traditional breeding methods, with advantages, like the overthrow of the 'linkage drag' phenomenon, the maintenance of the entire genome of the commercial variety and the time savings. The current regulatory environment in Europe is made by Directive 2001/18/EC setting out the basic rules for the approval of a GMO; and two Regulations (1829 and 1830/2003/EC) concerning the authorization and labeling/traceability of food and feed made of or derived from GMOs.
In 2012, EFSA (European Food Safety Authority) concluded that the cisgenic plants have risks similar to those obtained for the plants improved by traditional methods.
Currently there are several examples of cisgenesis and intragenesis in vegetable field for genetic improvement, mainly developed to provide a plant diseases resistance genes. Most important examples include the potato with resistance to Phytophthora infestans, the apple with resistance to Venturia inaequalis, the strawberry with the Botrytis cinerea resistance and finally the grapes with resistance to fungal diseases.