The world area devoted to the cultivation of ornamental plants, based on the data AIPH (International Association of Horticultural Producers) for the year 2006 is around 500,000 ha, of which about half are in China. In recent years there has been a consistent increase in areas grown with ornamental plants in South American countries, such as Costa Rica, Ecuador and Colombia. In Europe the main producers are the Netherlands, followed by Italy, Germany and France, with an invested area over than 50 thousand ha. Today a wide range of ornamental plants is available on the market; in most cases they are the result of the application of selection and hybridization programs. However, as the consumer is constantly looking for new products of a high quality, a large number of research based on genetic manipulation and aimed at obtaining new phenotypes, resistance against pathogens as well as to improve the durability of the flower and / or its shelf life have been carried out. Such researches has been mainly focused on species with high commercial value such as rose and carnation. In Rosa x hybrida and Dyanthus caryophyllus new ranges of color flower were obtained by intervening on the biosynthetic pathway of anthocyanins. For example, the genetic manipulation of D.caryophyllus with the 3'5'-hydroxylase gene isolated from Viola tricolor has allowed to obtain new ranges of purple. Other traits improved or which might be improved through genetic manipulation are: - Resistance to viruses and fungal pathogens, e.g. cultivars of roses resistant to Botrytis cinerea or cultivars of Euphorbia pulcherrima resistant to viruses; - Resistance against insects; - Improvement of the perfume, by genetic manipulation with genes isolated from species characterized by particular fragrances; - Improved the shelf life. In order to increase the tolerance of 'ethylene, which is responsible for the aging process of tissues, usually the following strategies are applied: 1) changing environmental conditions using controlled atmosphere; 2) application of inhibitors (MCP-1, STS) acting on the precursors of the hormone; 3) use of competitors at the level of ethylene receptors present on cell membranes. Through genetic manipulation it is possible to inhibit the expression of genes involved in the biosynthesis of the ethylene (antisense strategy) and thus reduce its production and increase the flower storability . A further trait on which researchers have focused interest is the reduction of the size of potted plant, as the consumers favor small and compact potted plants. Dwarfed plants through genetic manipulation were obtained by intervening on gibberellic acid metabolism or by use of rol genes from Agrobacterium rhizogenes. The expression of the genes rol plan generates a dwarf phenotype with reduced internode length, reduced apical dominance, smaller leaves and rolled, and increased ability to root. The remarkable success achieved by G.M. plants like corn, soybeans, and canola and cotton, at present grown on about 180 million ha in the world, has not been analogous for ornamental plants. This is due to the high costs of research, the difficulty in obtaining licenses for their cultivation and marketing, opposition from the public. At this regars it has to be pointed out that in the European market currently are marketable only some cv. Of g.m.carnation produced by Australian company Florigene.
La superficie mondiale destinata alla coltivazione di piante ornamentali, sulla base dei dati AIPH (International Association of Horticultural Producers relativi all'anno 2006, è di circa 500 mila ha, dei quali circa la metà si trovano in Cina. Negli ultimi anni si è verificata una consistente crescita delle superfici investite a piante ornamentali nei Paesi del Sud America quali: Costa Rica, Equador e Colombia. In Europa i principali produttori sono i Paesi Bassi, seguiti da Italia, Germania e Francia, con una superficie investita di oltre 50 mila ha. Oggi è disponibilie sul mercato un' ampia gamma di piante ornamentali, in molti casi risultato dell'applicazione di programmi di selezione ed ibridazione. Tuttavia, poiché il consumatore è alla costante ricerca novità e di un prodotto di elevata qualità, sono state condotte un ampio numero di ricerche finalizzate ad ottenere nuovi fenotipi, resistenza nei confronti di patogeni e a migliorare la durabilità del fiore e/o la sua conservabilità quando reciso anche mediante tecniche di manipolazione genetica. Ovviamente tali ricerche sono state condotte principalmente su specie ad alto valore commerciale quali rosa e garofano. In Rosa x Hybrida e Dyanthus caryophyllus nuove gamme di colorazione del fiore sono state ottenute intervenendo sulla via biosintetica degli antociani. Ad esempio la manipolazione genetica di D.caryophyllus con il gene 3'5'-idrossilasi isolato da Viola tricolor ha consentito di ottenere nuove gamme di viola. Altri caratteri migliorati o migliorabili mediante manipolazione genetica sono: - resistenza a virus e patogeni fungini: sono state ottenute cv. di rosa resistenti di Botrytis cinerea, Euphorbia pulcherrima resistente a virus, ecc.; - resistenza nei confronti di insetti; - miglioramento del profumo, mediante inserimento di geni isolati da specie caratterizzate da particolari fragranze; - miglioramento della conservabilità. Allo scopo di incrementare la tolleranza nei confronti dell' etilene, responsabile dei processi di senescenza dei tessuti, di norma sono applicate le seguenti strategie: 1)modifica delle condizioni ambientali avvalendosi di celle ad atmosfera controllata. 2) applicazione di inibitori (1-MCP, STS) che agiscano sui precursori dell'ormone. 3) utilizzo di competitori a livello dei recettori dell'etilene presenti sulle membrane cellulari Mediante manipolazione genetica è possibile bloccare l' espressione di geni coinvolti nella biosintesi dell'ormone (strategia antisenso) e quindi ridurre la sua produzione incrementando la conservabilità del fiore. Un ulteriore carattere su cui sono state condotte ricerche è riduzione della taglia della pianta in vaso. I gusti del consumatore si stanno infatti orientando su piante in vaso di piccola taglia e compatte. Piante nanizzate mediante manipolazione genetica sono state ottenute intervenendo sul metabolismo dell'acido gibberellico o mediante utilizzo di geni rol da Agrobacterium rhizogenes. L'espressione dei geni rol in pianta genera un fenotipo nano con ridotta lunghezza degli internodi, ridotta dominanza apicale, foglie più piccole e arrotolate, e aumentata capacità di radicare. Il notevole successo ottenuto dalle piante g.m. di mais, soia, cotone e colza, oggi coltivate su circa 180 milioni ha nel mondo, non è stato analogo nel settore delle piante ornamentali. Ciò è imputabile ai costi per la ricerca elevati, alla difficoltà nell' ottenere i licenze per la loro coltivazione e commercializzazione, all'opposizione da parte dell'opinione pubblica; basti pensare che nel mercato europeo attualmente sono commercializzabili solo alcune cv. di garofano g.m. prodotte dall'azienda australiana Florigene.
PRINCIPALI OBIETTIVI DELLA MANIPOLAZIONE GENETICA IN SPECIE ORNAMENTALI
BERGAGLIO, LUCA
2013/2014
Abstract
La superficie mondiale destinata alla coltivazione di piante ornamentali, sulla base dei dati AIPH (International Association of Horticultural Producers relativi all'anno 2006, è di circa 500 mila ha, dei quali circa la metà si trovano in Cina. Negli ultimi anni si è verificata una consistente crescita delle superfici investite a piante ornamentali nei Paesi del Sud America quali: Costa Rica, Equador e Colombia. In Europa i principali produttori sono i Paesi Bassi, seguiti da Italia, Germania e Francia, con una superficie investita di oltre 50 mila ha. Oggi è disponibilie sul mercato un' ampia gamma di piante ornamentali, in molti casi risultato dell'applicazione di programmi di selezione ed ibridazione. Tuttavia, poiché il consumatore è alla costante ricerca novità e di un prodotto di elevata qualità, sono state condotte un ampio numero di ricerche finalizzate ad ottenere nuovi fenotipi, resistenza nei confronti di patogeni e a migliorare la durabilità del fiore e/o la sua conservabilità quando reciso anche mediante tecniche di manipolazione genetica. Ovviamente tali ricerche sono state condotte principalmente su specie ad alto valore commerciale quali rosa e garofano. In Rosa x Hybrida e Dyanthus caryophyllus nuove gamme di colorazione del fiore sono state ottenute intervenendo sulla via biosintetica degli antociani. Ad esempio la manipolazione genetica di D.caryophyllus con il gene 3'5'-idrossilasi isolato da Viola tricolor ha consentito di ottenere nuove gamme di viola. Altri caratteri migliorati o migliorabili mediante manipolazione genetica sono: - resistenza a virus e patogeni fungini: sono state ottenute cv. di rosa resistenti di Botrytis cinerea, Euphorbia pulcherrima resistente a virus, ecc.; - resistenza nei confronti di insetti; - miglioramento del profumo, mediante inserimento di geni isolati da specie caratterizzate da particolari fragranze; - miglioramento della conservabilità. Allo scopo di incrementare la tolleranza nei confronti dell' etilene, responsabile dei processi di senescenza dei tessuti, di norma sono applicate le seguenti strategie: 1)modifica delle condizioni ambientali avvalendosi di celle ad atmosfera controllata. 2) applicazione di inibitori (1-MCP, STS) che agiscano sui precursori dell'ormone. 3) utilizzo di competitori a livello dei recettori dell'etilene presenti sulle membrane cellulari Mediante manipolazione genetica è possibile bloccare l' espressione di geni coinvolti nella biosintesi dell'ormone (strategia antisenso) e quindi ridurre la sua produzione incrementando la conservabilità del fiore. Un ulteriore carattere su cui sono state condotte ricerche è riduzione della taglia della pianta in vaso. I gusti del consumatore si stanno infatti orientando su piante in vaso di piccola taglia e compatte. Piante nanizzate mediante manipolazione genetica sono state ottenute intervenendo sul metabolismo dell'acido gibberellico o mediante utilizzo di geni rol da Agrobacterium rhizogenes. L'espressione dei geni rol in pianta genera un fenotipo nano con ridotta lunghezza degli internodi, ridotta dominanza apicale, foglie più piccole e arrotolate, e aumentata capacità di radicare. Il notevole successo ottenuto dalle piante g.m. di mais, soia, cotone e colza, oggi coltivate su circa 180 milioni ha nel mondo, non è stato analogo nel settore delle piante ornamentali. Ciò è imputabile ai costi per la ricerca elevati, alla difficoltà nell' ottenere i licenze per la loro coltivazione e commercializzazione, all'opposizione da parte dell'opinione pubblica; basti pensare che nel mercato europeo attualmente sono commercializzabili solo alcune cv. di garofano g.m. prodotte dall'azienda australiana Florigene.| File | Dimensione | Formato | |
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