Autori: Rosella Motzo, Francesco Giunta, Simonetta Fois. Coordinatore: Prof. Mauro Deidda. Anno: 2001. Ente cofinanziatore: Fondazione Banco di Sardegna (nota 1154/4135 del 18/12/2001)
Riassunto
Il lavoro analizza l’evoluzione varietale del frumento duro, dalle popolazioni locali tradizionali (landraces) fino alle moderne cultivar, mettendo in relazione il miglioramento genetico con le trasformazioni dell’agricoltura, della produttività e della qualità della granella.
In una prima fase storica, la coltivazione del frumento duro era basata su popolazioni locali geneticamente eterogenee, ben adattate agli ambienti di coltivazione ma caratterizzate da rese modeste e forte variabilità fenotipica. Con l’avvento del miglioramento genetico scientifico, tra la fine dell’Ottocento e la prima metà del Novecento, queste popolazioni furono progressivamente sostituite da varietà ottenute per selezione di linee pure, più uniformi e adatte alla meccanizzazione e alle esigenze dell’industria di trasformazione.
Il documento descrive le principali fasi del miglioramento genetico del frumento duro in Italia: dalla selezione genealogica a partire dalle landraces (1920-1950), allo sviluppo di varietà derivate da incroci controllati tra genotipi mediterranei e siriaci (anni ’50-’60), fino all’introduzione di tecniche più avanzate come l’ibridazione interspecifica, la mutagenesi e l’uso dei geni nanizzanti (Rht) per la riduzione della taglia e l’aumento dell’indice di raccolta.
Particolare attenzione è dedicata al ruolo centrale di cultivar storiche come Senatore Cappelli, che ha rappresentato per decenni il riferimento produttivo e qualitativo del frumento duro italiano, e alle successive varietà che ne hanno progressivamente sostituito l’impiego grazie a rese più elevate e maggiore resistenza all’allettamento e alle avversità.
Il lavoro evidenzia inoltre come l’intensificazione agricola e la diffusione di varietà geneticamente uniformi abbiano comportato, accanto ai benefici produttivi, fenomeni di erosione genetica, rendendo fondamentale la conservazione del germoplasma attraverso collezioni in situ ed ex situ. In conclusione, il miglioramento genetico del frumento duro viene presentato come un processo dinamico, strettamente legato alle innovazioni agronomiche, alle esigenze del mercato e alla necessità di coniugare produttività, qualità e salvaguardia della biodiversità.
Aggiornamenti ad oggi (i più importanti):
1) Reference genome del frumento duro (base per tutte le analisi moderne)
Title: Durum wheat genome highlights past domestication signatures and future improvement targets
Authors: Maccaferri, Harris, Twardziok, et al.
Year: 2019
DOI: 10.1038/s41588-019-0381-3 (PubMed)
Riassunto: Primo riferimento “chiave” con assemblaggio genomico del duro (cv. Svevo) e analisi di diversità/geni target: ha abilitato GWAS più robuste, identificazione di regioni selezionate durante domesticazione/miglioramento e nuovi bersagli per qualità e resa.
2) Speed breeding applicato specificamente al frumento duro (accelerare generazioni + selezione multi-tratto)
Title: Speed breeding for multiple quantitative traits in durum wheat
Authors: Alahmad et al.
Year: 2018
DOI: 10.1186/s13007-018-0302-y (PubMed)
Riassunto: Protocollo sperimentale per velocizzare cicli generazionali e fare selezione precoce su più caratteri quantitativi (non solo uno), utile per accelerare pyramiding di tratti (resa, fenologia, architettura, ecc.).
3) Genomic selection + GWAS in frumento duro (metodi moderni per prevedere resa/qualità)
Title: Genetic dissection of agronomic and quality traits based on association mapping and genomic selection approaches in durum wheat grown in Southern Spain
Authors: Mérida-García et al.
Year: 2019
DOI: 10.1371/journal.pone.0211718 (PLOS)
Riassunto: Combina association mapping (GWAS) e genomic selection su tratti agronomici e qualitativi: è un esempio “completo” di pipeline moderna (scoperta di loci + predizione genomica per selezione).
4) Fenotipizzazione ad alta capacità (iperspettrale) per stress caldo/siccità + genetica della resa
Title: High-throughput phenotyping using hyperspectral indicators supports the genetic dissection of yield in durum wheat grown under heat and drought stress
Authors: Mérida-García et al.
Year: 2024
DOI: 10.3389/fpls.2024.1470520 (PubMed)
Riassunto: Porta “novità” sul metodo: usa indicatori iperspettrali come proxy fisiologici per analizzare resa sotto stress, collegandoli alla genetica (utile per selezione in ambienti climate-stress).
5) Genomica + partecipazione agricoltori (local adaptation, “participatory genomics”)
Title: Genomics-driven breeding for local adaptation of durum wheat…
Authors: Gesesse et al.
Year: 2023
DOI: (indicizzato su PubMed; verificabile nella scheda articolo) (PubMed)
Riassunto: Integra dati genomici con selezione/valutazioni degli agricoltori (contesti low-input): introduce un approccio più “real-world” per migliorare adattamento locale e adozione varietale.
6) Dalle landraces agli aplotipi (integrazione “genomic + phenomic” per adattamento climatico)
Title: From landraces to haplotypes, exploiting a genomic and phenomic…
Authors: Palermo et al.
Year: 2024
DOI: (presente nella pagina articolo ScienceDirect) (ScienceDirect)
Riassunto: Usa tecniche avanzate per caratterizzare landraces (es. SSD, dati genomici + fenomici) per trovare materiale “ponte” tra varietà commerciali e resilienza a caldo/siccità.
7) CRISPR in frumento (dimostrazioni di editing multi-gene con impatto su qualità/sicurezza alimentare)
Title: CRISPR-Cas9 Multiplex Editing of the α-Amylase/Trypsin Inhibitor Genes…
Authors: Camerlengo et al.
Year: 2020
DOI: 10.3389/fsufs.2020.00104 (Frontiers)
Riassunto: Esempio di multiplex editing (più geni insieme) per ridurre componenti proteiche potenzialmente problematiche; dimostra velocità/precisione dell’editing rispetto al breeding convenzionale.
8) Protocolli/metodologia CRISPR per wheat (come “toolbox” operativo)
Title: CRISPR-Cas9 Based Genome Editing in Wheat
Authors: Smedley et al.
Year: 2021
DOI: 10.1002/cpz1.65 (currentprotocols.onlinelibrary.wiley.com)
Riassunto: Non è solo “risultato”, ma un riferimento pratico: design sgRNA, costrutti, workflow sperimentale per implementare CRISPR in wheat.
9) Review “stato dell’arte” specifica su duro (trend e metodi emergenti)
Title: Future of durum wheat research and breeding: Insights from early career researchers
Authors: Haugrud et al.
Year: 2024
DOI: 10.1002/tpg2.20453 (acsess.onlinelibrary.wiley.com)
Riassunto: Sintesi aggiornata su dove sta andando la ricerca: nuove fonti di variabilità, genomica, fenomica, breeding per stress e qualità, e priorità future.