Piante transgeniche

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Le piante transgeniche sono piante il cui DNA è stato modificato con tecniche biotecnologiche allo scopo di approntare miglioramenti di una o più caratteristiche. Le piante transgeniche, in quanto organismi modificati geneticamente sono al centro di un complesso dibattito politico e scientifico internazionale.

[modifica] Il miglioramento genetico tradizionale

La selezione ed il miglioramento delle varietà è praticata con successo da centinaia d'anni, prima dai contadini nei campi coltivati e, successivamente, a partire dal XX secolo, nei laboratori e nei campi sperimentali dei genetisti. I metodi convenzionali di miglioramento genetico hanno il limite di non poter prescindere dall'incrocio sessuale seguito da ripetuti reincroci tra progenie e progenitori. Questo metodo però, accanto ai caratteri di interesse, trasferisce anche caratteri non voluti. Per esempio, l'inserimento del carattere "seme giallo" in mais ha portato con se oltre al gene di interesse altri 20 geni che sono oggi presenti in tutte le varietà a seme giallo^[1]; cosa siano e cosa facciano questi geni è ancora oggetto di ricerca.

I metodi oggi impiegati per superare la barriera sessuale comprendono sia le colture in vitro (dove per il miglioramento si usano, ad esempio, la fusione di protoplasti, la variazione somaclonale, l'embriogenesi somatica o altre tecniche) oppure la mutagenesi (che prevede l'irradiazione di vaste popolazioni vegetali con raggi X, raggi gamma, neutroni lenti e veloci o altri tipi di radiazione, per poi selezionare quegli individui - pochi - che presentano caratteristiche migliorative).

Questi metodi però lasciano ampi spazi al caso ed i criteri di selezione sono limitativi e non comprendono la conoscenza di cosa sia realmente mutato a livello genetico negli organismi selezionati. Si è ad esempio scoperto recentemente^[2] come tra 2 varietà di mais commerciali circa il 20% dei geni non sia condiviso indicando come all'apparenza piccole differenze fenotipiche possano tradursi in profonde differenze genotipiche.

[modifica] La creazione di piante transgeniche

Il paradigma biotecnologico rovescia l'approccio al miglioramento genetico: se fino ad oggi si modificava in modo casuale e solo in un secondo momento avveniva la ricerca e selezione dei caratteri desiderati, oggi i biotecnologi si propongono di comprendere prima della modificazione i meccanismi di base dei caratteri che si intendono modificare e quindi di modificare o inserire solo quei geni che li controllano.

Per inserire frammenti di DNA nelle piante possono essere utilizzate diverse tecniche, tra cui metodi biologici (impiegando l'agrobatterio, un microorganismo innocuo per l’uomo e molto diffuso in natura, che possiede la capacità di trasferire alcuni suoi geni alle piante), oppure metodi fisici (utilizzando la biobalistica, ovvero “sparando” microproiettili ricoperti di DNA dentro le cellule vegetali).

[modifica] Confronto tra metodologie tradizionali e nuove

Le nuove tecniche di miglioramento basate sulla trasformazione genetica presentano due sostanziali differenze rispetto al miglioramento genetico tramite incrocio:

1. Specificità: la tecnologia è estremamente specifica, ovvero vengono inseriti solo i geni di interesse, mentre la riproduzione sessuale trasferisce (e “rimescola”), oltre al gene di interesse, migliaia di altri geni, della maggior parte dei quali non si conosce la sequenza e la funzione.

1. Posizione del transgene nel genoma: In generale non è possibile prevedere a priori per le piante in quale posizione del genoma dell’ospite si inserirà il transgene (frammento di DNA inserito). È però possibile identificare con precisione la sua posizione dopo averlo trasferito.

Per sintetizzare dunque i due approcci è possibile dire che gli incroci convenzionali chiamano in causa l'organismo intero, le tecniche di propagazione clonale si rivolgono alle cellule, l'ingegneria genetica si limita a modificare singole parti di DNA del genoma.

[modifica] Scopo delle piante transgeniche

La prima pianta transgenica posta in vendita fu il FlavrSavr^[3] (in USA nel 1994), un pomodoro modificato per rallentare il processo di decomposizione.

Sono molti i geni oggi identificati che presentano potenziali applicazioni sia nel settore propriamente agricolo che anche in quello più ampio del molecular farming (la produzione di sostanze industriali o farmecutiche dalle piante).

Tra le applicazioni già in commercio o comunque prossime alla commercializzazione si trovano piante con caratteri di:

1. tolleranza a stress atmosferici:
   • temperature estreme;
   • salinità:
   • siccità e inondazioni;
2. resistenza a virus, funghi e batteri;
3. aumento della qualità e quantità del raccolto;
4. tolleranza ad erbicidi;
5. resistenza agli insetti;
6. produzione di sostanze come farmaci, tessuti e materiali.

La lista è largamente incompleta e in continua evoluzione, esiste comunque un database che contiene un elenco aggiornato degli eventi autorizzati (Agbios).

Se si osserva la diffusione commerciale di piante transgeniche^[4], che oggi investono a livello mondiale circa 90 milioni di ettari pari a circa 6 volte la superficie agricola italiana, si nota comunque come il 99% di esse è rappresentato da sole 4 varietà: soia, mais, cotone e colza modificate per ottenere la tolleranza agli erbicidi (principalmente al glyphosate o al glufosinato, cosiddetti erbicidi a ampio spettro) o la resistenza ad alcuni insetti (ad esempio la piralide o la diabrotica per il mais).

[modifica] Diffusione delle piante transgeniche

Secondo i dati diffusi dall'ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-biotechnology Applications)^[4] nel 2005 le piante transgeniche occupavano più di 81 milioni di ettari (pari a circa 190 milioni di campi da calcio), concentrati prevalentemente negli Stati Uniti, Argentina, Canada, Brasile e Cina. In Europa vi sono piccole coltivazioni in Germania e Francia, mentre la Spagna ed alcune nazioni dell'Europa orientale già da diversi anni coltivano alcune decine di migliaia di ettari con piante transgeniche.

[modifica] Piante transgeniche e ambiente

L'argomento delle piante transgeniche è stato ed è molto dibattuto, specie dal punto di vista dei possibili effetti sull'ambiente naturale derivati dall'introduzione di nuove varietà di piante inesistenti in natura. Si parla in genere di "danni" all'ambiente; in realtà l'argomento è molto complesso e può essere diviso in numerose categorie:

• competizione tra varietà naturali e transgeniche, con la possibilità che le seconde invadano i campi utilizzati dalle prime e ne provochino in casi estremi la scomparsa;
• possibile alterazione della chimica del suolo e degli scambi con specie animali, vista la diversa (e in parte ignota) chimica della pianta transgenica;
• conseguenze indirette derivate dall'uso umano della pianta transgenica: ad esempio, piantare un campo con una varietà transgenica resistente ad un certo prodotto fitosanitario di cui vengono utilizzate poi grandi quantità per eliminare le altre specie di piante.

In Europa tutte queste tematiche devono essere, secondo la direttiva 2001/18/CE^[5], obbligatoriamente affrontate prima di richiedere l'autorizzazione alla sperimentazione di ciascun OGM. Se tali indagini preventive evidenziano rischi superiori a quelli delle piante già attualmente in commercio, l'autorizzazione non viene rilasciata. Comunque, anche qualora non si evidenziassero rischi particolari, l'autorizzazione risulta valida solo per 10 anni e devono essere messi in atto piani di monitoraggio per verificare che non emergano problematiche in corso di utilizzo.

Bisogna inoltre sottolineare come le conseguenze non derivate dall'intervento umano diretto, ma semplicemente per il fatto che la pianta transgenica esiste ed entra in competizione con le altre, non sono diverse da ciò che accade quando si sviluppa naturalmente una nuova specie o varietà di piante.

Una delle obiezioni più diffuse è che i cambiamenti dovuti all'evoluzione siano molto lenti e graduali (tranne i casi, abbastanza rari, di grandi catastrofi naturali), mentre le tecniche genetiche possono portare alla comparsa improvvisa di specie molto diverse. In realtà, come dimostrato da Crawley ^[6], la fitness (capacità di sporavvivenza) delle piante geneticamente modificate è analoga a quelle delle altre piante coltivate che, in pochi anni, spariscono dall'ambiente naturale. Recentemente è stata smentita^[7] anche la presunta compromissione da parte degli OGM delle varietà locali in Messico, come inizialmente riportato da Quist e Chapela in un articolo poi rigettato da Nature^[8].

[modifica] Voci correlate

• Biotecnologie
• Organismi geneticamente modificati (OGM)
• Propagazione clonale
• DNA ricombinante
• Rivoluzione verde

[modifica] Bibliografia

• Watson Gilman Witkowski Zoller, DNA ricombinante, 1° ed. Zanichelli
• Paolo Costantino, inserto redazionale allegato a Scienza e dossier, 1 marzo 1986
• Alessandro Bruni, Farmacognosia generale ed applicata, Piccin
• Arms & Camps, Biologia, Piccin
• Maria Fonte, Organismi geneticamente modificati. Monopolio e diritti, Franco Angeli 2004

[modifica] Fonti

1. ↑ Palaisa et al. Long-range patterns of diversity and linkage disequilibrium surrounding the maize Y1 gene are indicative of an asymmetric selective sweep, PNAS, 2004, vol. 101 (26), pag. 9885-9890 (2004)
2. ↑ M. Morgante et al. Gene duplication and exon shuffling by helitron-like transposons generate intraspecies diversity in maize, Nature Genetics, 2005, vol. 37, pag. 997 - 1002
3. ↑ FlavrSavr, il primo OGM commercializzato
4. ↑ ^4,0 4,1 * ISAAA International Service for the Acquisition of Agri-biotechnology Applications
5. ↑ Direttiva 2001/18/CE sull'emissione deliberata di OGM nell'ambiente
6. ↑ Crawley et al. Transgenic crops in natural habitats, Nature, 2001, vol. 409(6821), pag. 682-3
7. ↑ Ortiz-Garcia et al. Absence of detectable transgenes in local landraces of maize in Oaxaca, Mexico (2003–2004) PNAS, 2005, vol. 102 (35) pag. 12338-12343: dai controlli effettuati non risulta alcuna introgressione di transgenici in Oaxaca, come inizialmente affermato da Quist et al. (2001).
8. ↑ Quist et al. Transgenic DNA introgressed into traditional maize landraces in Oaxaca, Mexico., Nature, 2001, vol. 414(6863) pag. 541-3: articolo in seguito rigettato da Nature per inconsistenza dei risultati, in cui si indicava una introgressione di alcuni transgeni nelle varietà locali di mais in Oaxaca in Messico

[modifica] Collegamenti esterni

• Database Agbios che raccoglie tutti gli eventi autorizzati