Tecniche di Evoluzione Assistita: innovazioni nel miglioramento genetico per la sicuezza e la qualità alimentare

New Breeding Techniques (NBT) represent an innovation in the field of genetic improvement, offering advanced tools for the precise and targeted modification of plant genomes. This thesis focuses on the use of the CRISPR-Cas9 genome editing system, one of the most promising NBT technologies, to enhance food quality and safety. After analyzing the differences between NBTs and traditional GMOs, the potential of CRISPR-Cas9 is explored, as it can induce site-specific mutations through DNA cutting and repair. Through two case studies, this thesis aims to demonstrate how the CRISPR-Cas9 system can be applied to achieve significant improvements, such as increasing the shelf life of tomatoes by knocking out specific degradative enzymes and reducing cyanide levels in cassava by modifying genes involved in the biosynthesis of toxic compounds. The results highlight the potential of NBTs to create plant varieties with superior nutritional characteristics, which can also ensure better food safety. Thanks to their precision and safety, New Breeding Techniques are emerging as a valid alternative for the future of genetic improvement. However, they require clear regulation to facilitate their adoption and overcome ethical barriers.

Le Tecniche di Evoluzione Assistita (TEA) rappresentano un’innovazione nel campo del miglioramento genetico, offrendo strumenti avanzati per modificare in modo preciso e mirato il genoma delle piante. Questo elaborato si concentra sull’utilizzo del sistema di editing genomico CRISPR-Cas9, una delle tecnologie TEA più promettenti, per migliorare la qualità e la sicurezza alimentare. Dopo un’analisi delle differenze tra TEA e OGM tradizionali, viene esplorato il potenziale del CRISPR-Cas9, capace di indurre mutazioni sito-specifiche attraverso il taglio e la riparazione del DNA. Tramite l’utilizzo di due casi studio, la tesi vuole dimostrare come sia possibile applicare il sistema CRISPR-Cas9 per ottenere miglioramenti significativi, come l’aumento della conservabilità dei frutti di pomodoro tramite il knock-out di specifici enzimi degradativi e la riduzione dei livelli di cianuro nella manioca intervenendo sui geni coinvolti nella biosintesi di composti tossici. I risultati evidenziano il potenziale delle TEA nel creare varietà vegetali con caratteristiche nutrizionali superiori, in grado anche di garantire migliori livelli di sicurezza alimentare. Le TEA, grazie alla loro precisione e sicurezza, si configurano come una valida alternativa per il futuro del miglioramento genetico, richiedono tuttavia una regolamentazione chiara per facilitarne l’adozione e superare le barriere etiche.