Le colture ibride agricole e orticole possono svolgere un ruolo importante nel sostenere la sicurezza alimentare globale. Producono raccolti più elevati e sono spesso più resistenti delle varietà non ibride alle malattie e allo stress climatico. Ma per molte colture non sono disponibili varietà ibride. Perché?

Il mais è una coltura molto importante a livello mondiale e l'uso di varietà ibride è di routine. Il primo tipo è stato introdotto nel lontano 1930. Ma questo non è successo per altre colture importanti come il grano e la manioca. Ora, per la prima volta, è stato condotto uno studio completo di tutti i fattori che determinano se i coltivatori di piante commerciali possono inventare una varietà ibrida. A volte ci sono sfide biologiche. Spesso entrano in gioco fattori economici.

Si tratta di un'indagine straordinariamente completa, pubblicata sulla rivista Nature Plants . Gli autori dell'articolo sono associati alla società di riproduzione di patate ibride Solynta e alla Wageningen University &Research. L'autore principale è Emily ter Steeg, un Ph.D. candidato in economia dello sviluppo.

Generazione di linee consanguinee

Una varietà ibrida è "un discendente di due piante parentali che si completano perfettamente a vicenda. L'ibrido combina quindi le migliori qualità dei genitori", afferma ter Steeg. Ma per generare genitori adatti, è necessario assicurarsi che siano geneticamente il più uniformi possibile (omozigoti). Puoi farlo incrociando i genitori con se stessi, un processo chiamato "autoproduzione" o "consanguineità". "Lo sviluppo di linee madri solide richiede tempo e denaro. Quindi il coltivatore deve essere sicuro di ottenere un ritorno su questo investimento", afferma ter Steeg.

Ci sono molti ostacoli da superare. Prima di tutto, deve essere biologicamente possibile produrre quelle linee parentali omozigoti. Una pianta autoimpollinante è l'ideale, mentre è molto più difficile per le piante che impollinano sempre in modo incrociato un'altra pianta. Inoltre, alcune colture hanno anche più set di cromosomi, il che rende ancora più difficile, o quasi impossibile, produrre linee parentali consanguinee.

La patata coltivata nei nostri campi, ad esempio, ha quattro serie di cromosomi con materiale ereditario. Questo è un motivo importante per cui ci sono stati così pochi tentativi di generare linee consanguinee. Rende particolarmente difficile l'allevamento delle patate, ed è per questo che abbiamo ancora varietà antiche come la Bintje o la Russet Burbank.

Ma stiamo facendo progressi. Esistono infatti anche patate diploidi che hanno un solo insieme di geni. Queste varietà non supportavano la consanguineità. Ma gli scienziati della Solynta e della Wageningen University &Research sono recentemente riusciti a aggirare questo ostacolo. Il gene Sli è la chiave per questo. Ora la strada è chiara per sviluppare patate da semi ibridi piuttosto che da tuberi.

Driver economici

"Con il grano, c'è un altro problema da considerare. Il grano produce relativamente pochi semi per impollinazione e finora il valore aggiunto delle varietà ibride è limitato. È anche un mercato segmentato. Ecco perché lo sviluppo del grano ibrido non è ancora conveniente per i coltivatori di piante ," dice ter Steeg.

Gli scienziati hanno studiato i fattori economici per lo sviluppo di una varietà ibrida. Da un lato c'è il costo del processo di sviluppo, e dall'altro ci sono i ricavi previsti. Entrambi svolgono un ruolo importante. "I grandi mercati oi mercati ad alto valore aggiunto sono più redditizi per i coltivatori di piante. Ecco perché si vedono varietà ibride delle principali colture globali e ortaggi importanti, ma meno per le piccole colture locali. Inoltre, il prezzo di mercato dei prodotti raccolti determina quanto un il coltivatore è disposto a investire nelle sementi. Pertanto, i prezzi di mercato per i coltivatori influenzano i prezzi delle sementi e le entrate dei coltivatori di piante."

Sforzo congiunto

Sono urgentemente necessarie colture robuste e ad alto rendimento per affrontare le sfide della sicurezza alimentare globale e del cambiamento climatico. "Ma mancano progressi nell'allevamento di alcune colture di base, che sono importanti per la sicurezza alimentare. Questo vale per manioca, canna da zucchero e patate dolci, ma anche per frutta e verdura a foglia tradizionali. Se vogliamo migliorare e garantire l'accesso a cibo nutriente nei paesi più poveri, è importante fare progressi anche in colture commercialmente meno attraenti", afferma ter Steeg.

Gli autori delle Piante Natura l'articolo raccomanda partnership pubblico-privato nei casi in cui i coltivatori di piante non possono vedere un caso aziendale immediato. "Esempi di tale approccio sono il programma nazionale 'Topsectorenonderzoek' (Top Sector Research) e il suo predecessore 'Technologisch Top Instituut Groene Genetica' (Technological Top Institute Green Genetics). Ad esempio, sono stati forniti molti genotipi (prodotti semilavorati) in peperoni e pomodori, tra gli altri, che sono stati poi utilizzati dalle aziende di ibridazione per sviluppare nuove varietà resistenti alle malattie".