1. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA
CORSO DI LAUREA INTERFACOLTÀ IN
BIOTECNOLOGIE
Curriculum agrario
DIPARTIMENTO DI SCIENZE AGRARIE E
AMBIENTALI
“Studi preliminari sull’impiego della tecnologia dell’incapsulamento per la
conservazione ex situ di alberi monumentali”
Laureando
Lorenzo Locci
Relatore
Dr. Tiziano Gardi
Co-relatore
Dr. Maurizio Micheli
3. Criteri di monumentalità
• Rarità botanica
• Forma e portamento particolari
• Grandi dimensioni
• Longevità
4. • Valore storico e culturale
(legame della pianta con particolari
eventi della storia locale, leggende e
tradizioni)
• Valore paesaggistico
(riguarda il contesto in cui è inserito, il
ruolo che esercita sull’estetica di un
luogo, la sua presenza caratterizza un
paesaggio)
• Valore architettonico
(legato ad edifici di pregio, rientra un
progetto architettonico, esalta
particolari di edifici e palazzi e crea
effetti visivi)
5. Ruoli e funzioni
• Ruolo ecologico
(costituiscono piccole isole ecologiche
sia in ambiente antropizzato che in
zone di agricoltura intensiva)
• Ruolo eco-turistico
(inseriti in itinerari verdi e nelle
guide turistiche di parchi e città)
6. • Valore sociale
(godono di un rispetto
ambientale collettivo)
• Valore di testimonianza storica
(reperti viventi di usi e costumi di epoche
passate, di fatti storici, e di particolari
fenomeni meteorologici-climatici)
7. • Biodiversità e valore genetico
(fonti inestimabili di unicità biologica e di
riserve genetiche)
Caso del Clone di cipresso “Bolgheri” resistente al
cancro corticale (Seiridium cardinale)
8. SCHEDA 4
Comune: Cremona
Località:Cremona centro
• Nome comune o
locale:Glicine
• Famiglia, genere, specie,
sottospecie e cultivar:
Fabaceae, Wisteria
sinensis (Sims.) Sweet
Tutela e valorizzazione
• Censimenti
- del Corpo Forestale
dello Stato
- Regionali
- Provinciali e
territoriali
• Altre iniziative
• Dati
N. esemplari: 1
Distribuzione esemplari:
albero singolo
Circonferenza a 1,30 m
(cm): 120
Altezza (m): 5
Chioma diametro
medio (m): 18
Età approssimativa: min. di
100 anni
• Criteri di monumentalità
Portamento e forma
Rarità botanica
Valore storico-culturale
Valore paesaggistico
Valore architettonico
Dimensioni
9. - Nazionali
Rientrano in quei beni monumentali sottoposti a vincolo
paesaggistico
Tutelati nel Codice dei beni culturali e del paesaggio in quanto
“cose immobili che hanno cospicui caratteri di bellezza naturale
o memoria storica”
Nella Direttiva Habitat possono essere individuati anche i grandi
alberi presenti nei Siti di Importanza Comunitaria (SIC) e nelle
Zone a Protezione Speciale (ZPS), che costituiscono la Rete
Natura 2000, rete ecologica europea
Disegno di legge recante “Tutela degli alberi monumentali
d’Italia”, con il fine di dare definizione giuridica unitaria di
albero monumentale
- Leggi Regionali
• Normative
10. Conservazione
- Stato fitosanitario precario
- Valutare la capacità di riprodursi per
seme
Considerazioni preliminari
- Semi poco vitali, recalcitranti, con
basso potere germinativo
- Maggiore grado di erosione genetica
- Specie autoctone o alloctone
- Scarsa attitudine rizogena, difficili da
propagare per via vegetativa
- Limitato interesse economico
- Difficoltà biologiche e tecniche nel
reimpianto
11. • Conservazione in situ
L’attuazione di tutti quegli interventi di gestione indispensabili
alla sua persistenza ed esistenza nel luogo di vita.
- Analisi e monitoraggio delle vegetazione
- Raccolta dei parametri morfo-funzionali vegetativi e riproduttivi
- Previsione delle risposte al disturbo ambientale e ai cambiamenti
globali
- Analisi della biodiversità intra-specifica mediante marcatori molecolari
12. • Conservazione ex situ
Si attua trasferendo raramente il soggetto, più frequentemente la
sua discendenza dal proprio habitat naturale a condizioni di vita
diverse, direttamente gestite dall’uomo.
Collezioni di germoplasma :
- vivai
- orti botanici
- arboreti
- banche dei semi (gene banks) e dei pollini
- metodi innovativi, come la conservazione in vitro e la conservazione del DNA
13. Colture in vitro per la conservazione
del germoplasma vegetale
• Micropropagazione
Sfruttando al massimo le capacità
rigenerative (totipotenza) consente la
moltiplicazione di piante attraverso la
coltura di cellule, tessuti oppure organi
(espianti), in condizioni di asepsi, su
substrati nutritivi a composizione
chimica nota ed in condizioni ambientali
controllate.
Realizzazione di genebanks mediante l’impiego di materiale ottenuto
attraverso l’allevamento in vitro di cellule, tessuti, organi e porzioni
vegetali.
14. • Incapsulamento
Coniugare i vantaggi della propagazione agamica (certezza e uniformità
genetica) con quelli del seme gamico (ridotte dimensioni e possibilità di
conservazione per periodi maggiori).
Dotare porzioni di espianti vitro-derivati di una matrice nutritiva
(endosperma artificiale) e protettiva, la quale simula la funzione
dei tegumenti seminali.
Protettiva
(Capsula)
•Disidratazione
•Danneggiamento
•Decadimento dei
tessuti
Nutritiva
(Endosperma
artificiale)
•Elementi
minerali e organici
•Fitoregolatori
•Carboidrati
∅ 5-6 mm
15. Solidificazione di polisaccaridi naturali (alginato di sodio, soluzione
incapsulante) a seguito di un processo di scambio ionico di
complessazione che prevede la sostituzione del sodio con un il calcio
bivalente della soluzione di complessazione.
Il calcio sostituisce il sodio,
origina legami ionici con
gruppi carbossilici di alcune
catene polimeriche
dell’alginato, si realizza una
rete di poli-L-guluronato di
calcio (struttura “egg-box”).
OO
OO
O
O
H
H
O
OH
OHHOOC
C O
O
-
+
Ca +
O
OO
O
O
H
H
O
OH
OHHOOC
C O
O
-
+
Ca +
+
Ca +
O O
O O
O
O
H
H
O
OH
OH
O
-
C O
O
O O
O
O
H
H
O
OH
OH
-
O
C O
O C
-
O
O C
-
O
+ Ca
+
+ Ca
+
16. Parte sperimentale
• Incapsulamento
• Frigoconservazione capsule per medio
periodo
di microtalee vitro-derivate di Sequoia
sempervirens Lamb. derivate dalle Sequoie
Gemelle di Sammezzano
18. • Frigoconservazione a 4°C
in piastre Petri sterili “tipo Square” immerse
nella soluzione di endosperma artificiale
Successiva semina, secondo temporizzazione della
sperimentazione, su substrato agarizzato per 30
gg con fotoperiodo di 16 ore di luce a temperatura
di 21±2°C.
19. Sigla Tesi Incapsulamento
Conservazione
Temporizzazione della
semina
°C gg.
Nudo No -- -- Dopo il prelievo
Inc 0 Sì -- -- Dopo l’incapsulamento
Inc 30 Sì 4 30 Dopo la frigoconservazione
Inc 60 Sì 4 60 Dopo la frigoconservazione
Inc 90 Sì 4 90 Dopo la frigoconservazione
20. Parametro Descrizione
Modalità di
rilevamento
Modalità di
rappresentazione
VITALITA’
propaguli che si mostrano conteggio dei propaguli
(%)
verdi vitali
RIPRESA
propaguli che hanno
(%)
prodotto almeno 1 germoglio conteggio dei propaguli
di lunghezza ≥ 3mm o ripresi
callo, denotando attività
vegetativa
GERMOGLI germogli di almeno 3mm di conteggio dei germogli
(n)PRODOTTI lunghezza prodotti da prodotti
ciascun propagulo
LUNGHEZZA lunghezza media dei misura della lunghezza
(mm)GERMOGLI germogli prodotti media dei germogli
PRODOTTI prodotti
CALLO
propaguli che hanno conteggio dei propaguli
(%)sviluppato una massa callosa che mostrano sviluppo
nella parte basale di callo
21. 0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
Nudo Inc 0 Inc 30 Inc 60 Inc 90
75,0 b
65,0 b
92,5 a
85,0 a 83,3 a
Vitalità(%)
I valori di ciascuna colonna seguiti da una lettera diversa sono diversi, secondo il test di Duncan (α<0,05).
Effetto sulla vitalità
22. 0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
Nudo Inc 0 Inc 30 Inc 60 Inc 90
70,0 b
65,0 b
90,0 a
82,5 ab
73,3 b
Ripresa(%)
I valori di ciascuna colonna seguiti da una lettera diversa sono diversi, secondo il test di Duncan (α<0,05).
Effetto sulla ripresa
23. Conclusioni
• L’Incapsulamento e la Frigoconservazione non hanno influenzato
negativamente la vitalità e la ripresa.
• La Frigoconservazione ha aumentato la vitalità e la ripresa degli
espianti.
• La qualità dell’attività vegetativa (n° di germogli prodotti per
espianto e loro lunghezza) risulta soddisfacente ed omogenea tra le
tesi.
• Non si è evidenziata formazione di callo basale, fattore di probabili
variazioni somaclonali ereditabili.
Si prospetta quindi l’utilizzo di questa tecnologia per la
conservazione e lo stoccaggio di materiale vegetale nel medio e
lungo periodo, anche in combinazione con altre metodologie,
con particolare riferimento a genotipi di Alberi Monumentali ed
anche di specie forestali.
