Miglioramento genetico mais

1. IL MIGLIORAMENTO GENETICO DEL MAIS

2. MIGLIORAMENTO GENETICO
Processo evolutivo:
• Necessità biologica del vivente;
• Nelle piante coltivate è condizionato
dall’uomo.

3. OBBIETTIVI DEL MIGLIORAMENTO
GENETICO DEL MAIS
Aumento di resa: intesa come produzione di
granella a ettaro

4. L’AUMENTO DI RESA È LA
CONSEGUENZA
+ Efficienza fotosintetica
+ Tolleranza stress
- Risorse naturali utilizzate
(terra)
- Costi unitari di produzione

5. AZIONI DI MIGLIORAMENTO
Aumentare:
• La potenzialità di assimilazione
(agendo sugli organi source)
• La capacità di
immagazzinamento (agendo
sugli organi sink)

6. AZIONI
• Caratteri morfologici (es. lunghezza spiga);
• Caratteri fisiologici (es. Ef);
• Adattamento (es. resistenza ai parassiti)
• Foglie erette: maggior Ef foglie basali;
• Fioritura precoce, riempimento della granella “lungo” (“fast dry down”);
• Resistenza al freddo: permette un anticipo della semina;
• Resistenza alle malattie fogliari;
• Resistenza ai marciumi: permanenza in campo senza compromettere la qualità
del prodotto.

7. AZIONI
Miglioramento della qualità delle proteine endospermatiche
(zeina), modificandone la composizione amminoacidi.
L’opaque 2 (2).

8. TECNICHE DI MIGLIORAMENTO
GENETICO DEL MAIS
All’interno di vecchie varietà si
selezionano gli esemplari
migliori.
Selezione massale

9. • Nella seconda meta del XIX
secolo nel corn belt;
• La scelta di progenitori dotati di
elevata variabilità ereditaria;
• Sono state costituite le basi per
i mais di alta produttività oggi
diffusi in tutti i climi temperati.
TECNICHE DI MIGLIORAMENTO
GENETICO DEL MAIS
Ibridazione
varietale

10. • Variante della selezione
massale;
• La progenie della singola spiga
è allevata individualmente;
• Sposta la valutazione
dall’individuo alla sua
discendenza.
TECNICHE DI MIGLIORAMENTO
GENETICO DEL MAIS
Selezione fila spiga

11. TECNICHE DI MIGLIORAMENTO
GENETICO DEL MAIS
Selezione entro e tra
linee
Se la discendenza arriva da
autofecondazione che permette di
evidenziare li eventuali effetti
negativi degli alleli recessivi.

12. • Le piante di una popolazione naturale di mais sono ibridi complessi di
genealogia ignota;
• Sottoposte forzatamente ad autofecondazione ripetuta tendono allo stato
omozigote, (inbreeding) caratteri recessivi prima nascosti compaiono e
possono essere eliminati con la selezione;
• Con l’inbreeding le discendenze perdono progressivamente vigore e
produttività, ma tendono ad uniformarsi costituendo linee inbred
(impropriamente dette anche linee pure);
• L’incrocio di due inbred opportunamente scelte da luogo a spettacolari
manifestazioni del fenomeno dell’eterosi: la generazione ibrida (F1) è
costituita da individui eterozigoti, vigorosissimi e tutti uguali.
TECNICHE DI
MIGLIORAMENTO GENETICO
DEL MAIS
Ibridi

13. TECNICHE DI AUTOFECONDAZIONE

14. MIGLIORAMENTO
GENETICO
Popolazioni locali
(o sintetiche)
Selezione Auto fec.
Linea pura Ibridi
ACG ACS
Formula chiusa
Formula aperta
2-3-4 vie

15. È la prima generazione di un incrocio
tra linee inbred con elevata acs.
Risultano costosi per i seguenti
motivi:
• Rapporto (1:1) tra piante
impollinanti e piante portaseme
che porta a raccogliere seme
ibrido solo sulla metà della
superficie coltivata;
• Bassissima produttività delle
piante portasse, che essendo
inbred sono estremamente deboli.
TECNICHE DI MIGLIORAMENTO
GENETICO DEL MAIS
Ibridi a due vie

16. ESEMPIO DI IBRIDO
Line pura 1 Line pura 2 Ibrido

17. Per abbassare il costo della semente, senza rinunciare ai vantaggi degli
ibridi, si è ricorsi agli ibridi doppi o a quattro vie, i quali risultano dalla
ibridazione di due diversi incroci semplici. Si deve cioè disporre di 4 linee
inbred (es. A, B, C e D) che abbiano tra loro una buona ace. Esse
vengono combinate a 2 a 2, a costituire due ibridi semplici (A x B) e (C x
D).
Una via di mezzo tra gli ibridi semplici e quelli doppi è rappresentata
dagli ibridi a 3 vie: [(A x B) x C]. Le caratteristiche di elasticità adattativa
e il costo degli ibridi a 3 vie sono intermedi a quelli degli ibridi a 2 e a 4
vie.
TECNICHE DI
MIGLIORAMENTO GENETICO
DEL MAIS
Ibridi a 4 o 3 vie

18. SCHEMA IBRIDI
Linee pure
Ibrido semplice
Ibrido
doppio
= seme
= impollinazione

19. Si tratta di polipoidi risultanti dall’incrocio
di numerose (8-16) linee inbred. Queste
varietà sintetiche hanno una notevole
capacità di adattamento ai variabili
andamenti stagionali, inoltre possono
essere riseminate per più volte di seguito
conservando molti dei loro caratteri
positivi.
TECNICHE DI MIGLIORAMENTO
GENETICO DEL MAIS
Varietà sintetiche

20. SELEZIONE MASSALE

21. ECOTIPI

22. MIGLIORAMENTO
GENETICO
Lavoro in campo

23. MAIS TRASGENICI
Piante trasgeniche: piante a cui sono stati
inseriti nel genoma geni estranei alla
specie tramite vettori.
Mais ingegnerizzato:
• Resistenza alla piralide (Ostrina Nubilalis
[Hübner])inserito il gene Bacillus
Thuringensis;
• Resistenza al glifosate, presenza di un
enzimache inattiva il principio attivo.

24. OTTENIMENTO DI PIANTE TRANSGENICHE
GENE
identificato
e isolato
Replicazione
del gene
Gene inseriro nel
“ti plasmid”
Particelle oro
coperte di DNA
Il “ti plasmid” si muove
nella cellula della pianta
e inserisce il DNA nei
cromosomi della pianta
I batteri si mischiano
con le cellule della
pianta
Cellule trasformate
selezionate
con marcatore
Cellule
schermate per
trasgene
Pianta trasgenica
rigenerata da una singola
cellula trasformata

25. SCHEMA MIGLIORAMENTO DI
MIGLIORAMENTO GENETICO ATTRAVERSO LE
VARIETÀ GENETICHE DEL MAIS

26. PREPARAZIONE DEL SEME DI MAIS
IBRIDO
Il prodotto commerciale può essere un ibrido seplice
(es. A x B) oppure l’ibrido semplice [(A x B) x (C x D)].
Linee pure
Ibrido semplice
Ibrido
doppio
= seme
= impollinazione

27. TOSSINA BT
Endotossina prodotta da Bacillun Thuringiensis:
• Il pesticida più ampiamente utilizzato da circa
50 anni;
• 2% del mercato dei pesticidi nel 1995;
• “Nemico naturale” di molti insetti;
• Usato ampiamente contro zanzare e mosche;
Problemi:
• Mancanza di stabilità;
• Bassa permeabilità nei tessuti vegetali.

28. MODO DI AZIONE DELLE TOSSINE
DI BACILLUS THURINGIENSIS
• La tossina si inserisce ella membrana elle
cellule epiteliali creando un canale ionico;
• Cio determina unalterazione dei flussi ionici e
quindi la lisi elle cellule epiteliali;
• L’insetto smette di mangiare si disidrata e
muore.