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I cipressi a ridotto impatto allergenico. Esempio di miglioramento genetico

Il cipresso comune (Cupressus sempervirens) è un albero molto diffuso nell’area mediterranea e in particolare nell’Italia centrale, ed è molto utilizzato come albero ornamentale in giardini e parchi, sia pubblici che privati. Secondo le stime, solo nei paesi mediterranei ogni anno vengono prodotti 5 milioni di cipressi innestati. 

Pollinosi e allergie. Il cipresso comune è un albero a impollinazione anemofila e durante la fioritura disperde nell’aria il polline prodotto, generalmente in grande quantità. Alcuni studi hanno evidenziato che nell’area Mediterranea le specie di cipresso più diffuse (tra cui quello comune) rappresentano un importante fattore di rischio di “pollinosi invernali” che, a loro volta, possono rappresentare un fattore predisponente verso allergie primaverili-estive. Le pollinosi sono in costante diffusione nella popolazione, soprattutto nei centri urbani, e comportano ingenti spese sanitarie. Nell’ultimo decennio, le manifestazioni allergiche causate dal polline di cipresso hanno raggiunto una prevalenza del 20% nella regione mediterranea. In Italia, le amministrazioni comunali si dimostrano sempre più sensibili al problema rappresentato dalle allergie da polline e tendono a prediligere piante a basso impatto allergenico per l’allestimento del verde pubblico.

Abbondante produzione di microsporofilliNiente polline. Da alcuni anni, presso l’IPP-CNR le ricerche stanno orientandosi verso la selezione di cipressi resistenti al cancro che non emettono polline allergenico. Gli studi fino adesso hanno evidenziato che tra le piante di cipresso esiste una grande variabilità per quanto concerne la quantità di fiori prodotti annualmente, la durata della fioritura e la quantità di polline emesso; è stato osservato, inoltre, che anche il potere allergenico del polline varia sia tra specie che tra pianta a pianta nell’ambito di una stessa specie. Nel 2012 la Regione Toscana ha sostenuto un progetto biennale di alta formazione per condurre studi finalizzati a ottenere piante di cipresso a ridotto impatto allergenico. La possibilità di produrre piante di cipresso comune selezionate per la ridotta emissione di polline, o, eventualmente, con androsterilità indotta (mancata produzione di fiori maschili) permetterebbe di limitare l’impatto della pollinosi sulla popolazione soprattutto dei centri urbani, di continuare a utilizzare il cipresso come prezioso albero ornamentale nelle città dell’area Mediterranea e di sostenere la produzione vivaistica.

Metodi di ricerca. Per il raggiungimento degli obiettivi prefissati, le ricerche stanno seguendo due diversi percorsi: 1) selezione in campo di cloni di cipresso resistenti al cancro e ipo-produttori di polline, basandosi sulla variabilità intraspecifica esistente in natura; 2) impiego della coltura in vitro per l’induzione di androsterilità in cloni già selezionati per la resistenza al cancro e di pregio ornamentale.

Selezione. Il lavoro si avvale di una collezione di germoplasma di cipresso unica, ottenuta in decenni di lavoro sul miglioramento genetico del cipresso sviluppato dall’IPP a partire dagli anni ’70. La produzione di polline di avviene in un arco di tempo che in genere varia da fine gennaio ai primi di aprile. L’andamento delle varie fasi della fioritura dei microsporofilli (gametofito maschile) è stato monitorato nell’arco di tre mesi su oltre 700 cloni facenti parte delle collezioni situate in Toscana, a Roselle (GR) e in Umbria a Spello (PG). Tutti i cloni in corso di osservazione hanno un’età compresa tra 12 e 18 anni e sono quindi in grado di esprimere la loro potenziale attitudine (genetica) alla produzione di microsporofilli, avendo superato la fase giovanile. L’abbinamento della resistenza al cancro a una fioritura nulla o minima e condensata in un ristretto arco temporale può garantirne l’utilizzo sicuro in ambiente urbano.

Effetto dell'ambiente. La valutazione dei cloni in parallelo in località caratterizzate da condizioni pedo-climatiche diverse, permette di stimare l’effetto dell’ambiente, del genotipo e della loro interazione sulla fioritura e di selezionare i cloni con comportamento maggiormente stabile. Rilievi sono stati condotti sul numero di fiori prodotti da ogni pianta, sul polline prodotto dai singoli microsporofilli, e sulla durata della fioritura. Sono state quindi stilate delle “classi di fioritura” in base al numero di fiori portati per pianta e una tabella delle fasi fenologiche della maturazione del fiore per stimarne la scalarità. In base ai risultati del primo anno, è stato possibile concentrare l’attenzione su circa 150 cloni che hanno mostrato una produzione di fiori maschili ridotta o, in alcuni casi, nulla. Nel secondo anno, i cloni saranno nuovamente esaminati in entrambe le località, in modo da mettere in relazione il comportamento dei genotipi in studio non solo con l’ambiente di coltivazione, ma anche con la stagionalità, poiché la fioritura e la dispersione di polline nell’aria risentono delle condizioni meteorologiche e quindi possono variare da un anno all’altro. 

Induzione di androsterilità. Piante androsterili possono essere ottenute attraverso la regolazione dei geni coinvolti nella produzione del polline. Per attuare la trasformazione genetica delle piante di cipresso è stato messo a punto un protocollo per la produzione di un tessuto indifferenziato a partire dall’embrione del seme (callo), in grado di accettare la trasformazione e, allo stesso tempo, di rigenerare la pianta madre (embriogenesi). Linee embriogeniche sono state ottenute per 5 varietà di cipresso comune precedentemente selezionate per la resistenza al cancro. Il protocollo messo a punto risulta essere il primo ottenuto in cipresso per l’ottenimento di embrioni somatici completamente maturi e in grado di germinare. Al momento è stato avviato il lavoro di messa a punto del costrutto genico per l’induzione di androsterilità. Obiettivo del secondo anno è quello di completare il protocollo per la conversione di embrioni in plantula, di ottenere un costrutto genico in grado di esprimersi in C. sempervirens e di sperimentare il trasferimento genico sulle linee di callo prescelte per la produzione di plantule androsterili. I risultati ottenuti fino adesso hanno già una validità scientifica di rilievo e rappresentano passaggi fondamentali per il raggiungimento degli obiettivi stabiliti negli anni a venire.
Le prospettive di mercato per i cipressi anallergici sembrano positive, così come da diversi anni sono disponibili sul mercato quattro varietà selezionate per la resistenza al cancro dall’Istituto per la Protezione delle Piante del CNR e distribuite da Giorgio Tesi Group.

Ormai da anni, il CNR-IPP di Firenze ha in coltivazione diversi cloni che vengono studiati sulla loro capacità di produzioni di polline

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