OGM: Organismi geneticamente modificati

1. OGM: Organismi geneticamente modificati 29 Novembre 2001 Dr. Roberto Pilu Dipartimento di Produzione Vegetale

2. Gli OGM (Organismi Geneticamente Modificati) sono organismi che sono stati modificati geneticamente esclusivamente mediante tecniche di ingegneria genetica Non si possono definire Ogm gli organismi che hanno subito modificazioni genetiche per mezzo di incroci o mutagenesi

3. Selezione artificiale tramite incrocio

4. Pollo mutante senza piume

5. Effetto della selezione sulla dimensione della parte commestibile delle piante coltivate Semi di mais Pomodoro selvatico e pomodoro coltivato

6. Anguria senza semi Fragola poliploide triploide sorgo mutazione dw3

7. Vigore dell’ ibrido B73 B73/Mo17 Mo17 B73 B73/Mo17 Mo17

8. Pigmenti presenti in semi di mais, mela e pomodoro

9. wild Pool genico Selezione naturale Domesticazione Miglioramento genetico Miglioramento genetico Moderno (900’ in avanti) Effetti della domesticazione e selezione sul pool genico delle piante

10. riso La monocoltura domina i nostri agrosistemi mais orzo colza

11. Miglioramento genetico - Miglioramento genetico mediante incroci - Mutagenesi Tutte tecniche che devono essere usate in sinergia e non in alternativa tradizionali moderne - Colture di cellule e tessuti - Utilizzo dei marcatori molecolari - Ingegneria genetica (OGM)

12. Come vedono le biotecnologie moderne i detrattori di questa tecnologia

13. Tramite incrocio si cambiando le combinazioni genotipiche sfruttando la variabilità genetica presente nella specie Tramite mutagenesi si può aumentare la variabilità genetica Con la tecnologia del DNA Ricombinante è possibile trasferire caratteri/geni da altre specie

14. PERCHE’ SI FANNO GLI OGM • Nell’elenco che segue sono indicati i settori produttivi e di ricerca in cui le biotecnologie trovano, o potrebbero trovare, varie applicazioni: • farmacologia e medicina (produzione di biofarmaci, molecole utili a fini terapeutici, vaccini e antibiotici, terapia genica, ecc…) • industria alimentare (modificazione del contenuto di zuccheri, amminoacidi, grassi ecc…) • chimica e farmaceutica (enzimi, additivi, alcol, acidi, solventi, detergenti, materie plastiche, reagenti diagnostici, ecc… ) • agricoltura, zootecnia e veterinaria (miglioramento genetico per rendere resistenti alle malattie, ai pesticidi e agli stress ambientali, incremento della produzione, ecc…) • - protezione ambientale (biorisanamento di ambienti contaminati, depurazione delle acque e dei reflui, ecc…) • -  energia (estrazione del petrolio presente nelle rocce mediante produzione di sostanze tensioattive che ne favoriscono la separazione, ecc…)

15. Ingegneria genetica nelle piante • Le cellule somatiche delle piante sono totipotenti, possono cioè essere indotte a rigenerare una pianta intera • Trasformazione di cellule vegetali: per produrre piante transgeniche basta introdurre il gene di interesse in una cellula o pezzo di tessuto somatico che poi verrà stimolato con ormoni vegetali a produrre radici e germogli dando una pianta transgenica • Agrobacterium tumefaciens: batterio capace di infettare molti tipi di piante e di produrre un tumore vegetale noto come galla del colletto

17. Agrobacterium

18. Gene

19. -resistenza alla streptomicina -resistenza alla bleomicina -resistenza alla kanamicina -resistenza alla aminoetilcisteina -resistenza al methotrexate -resistenza al glifosate -resistenza alla sulfonilurea -resistenza alla fosfinotricina trasformazione tramite agrobatterio Marcatori selettivi più frequentemente utilizzati

20. Tecnica biolistica per trasformare le piante

21. Quali caratteri sono utilizzati negli OGM? Principalmente resistenze a erbicidi e a insetti

22. Resistenza a Erbicidi Erbicidi: considerazioni generali Gli erbicidi chimici di sintesi sono usati per controllare le infestanti che, crescendo con le colture, diminuiscono la resa, competono per i nutrienti, acqua ed irradiazione. Gli erbicidi sono classificati anche in funzione della pianta che eliminano. Quelli ad ampio spettro eliminano tutte (o quasi) le piante e quindi non potrebbero essere impiegati sulle colture.

24. soia Roundup Ready Monsanto 1996

25. Resistenza agli insetti

26. Controllo biologico vs. controllo biotecnologico • Il Bacillus thuringiensis è un gram positivo • Forma delle spore e sopravvive nel suolo e sulla superficie delle piante, etc. • Produce, durante la sporulazione, dei cristalli parasporali • Questi consistono di una o più delta-endotossine, o cristalli proteici (Cry) • Una volta ingerite dall’insetto, a causa dell’ambiente alcalinodel primo tratto dell’apparato digerente, il cristallo libera le protossine • Queste sono attaccate dalle proteasi dell’intestino dell’insetto a formare la tossina attiva

27. Stime FAO: ¼ della granella del mondo è contaminata Perdite economiche in US: 1MLD$/anno

28. Un problema recente: la diabrotica Si usano contro questo insetto l’80% degli insetticidi del mais USA!

29. Ibridi di mais transgenico Bt attualmente disponibili sul mercato Aventis

30. E ancora…

31. Bt11 Mon 810

32. Performance degli ibridi Bt http://www.extension.umn.edu/distribution/cropsystems/

33. bolla del cotone (Helicoverpa zea) bolla del tabacco bolla rosa (Pectninophora gossypiella) Bollgard II (commercializzato nel 2003) cotone beet armyworm (Spodoptera frugiperda)

36. Atri esempi degli utilizzi delle piante GM • Controllo della maturazione dei frutti • Modificazione del contenuto degli acidi grassi • Produzione polimeri • - Migliorare il valore nutrizionale degli alimenti

37. controllo ogm Controllo della maturazione dei frutti

38. Le differenti specie vegetali, immagazzinano le riserve energetiche necessarie alla crescita dai semi, sotto forma di numerosi polimeri, generalmente oli, proteine o amido. Nei semi oleosi, più del 50% del peso secco è costituito da olio. Gli oli vegetali sono trigliceridi e sono costituiti da tre acidi grassi legati al glicerolo. Gli oli vegetali sono elementi importanti dal punto di vista alimentare ed industriale e le infrastrutture commerciali sono ben sviluppate. Per esempio, gli oli derivati da piante tropicali come il cocco e la palma sono ricchi di acido Laurico, un acido grasso saturo a 12 atomi di carbonio utilizzato per la produzione di oli e detergenti. La soia è la più importante risorsa di oli vegetali del mondo; nei soli USA costituisce più del 70% di tutto l’olio consumato. Questo olio è ricco di acidi polinsaturi (circa il 50% di acido linoleico, o 18:2, e il 10% di acido linolenico o 18:3) che rendono l’olio instabile e di facile ossidazione (è per questo che viene idrogenato chimicamente)

39. PHB Produzione di plastica dalle piante

40. Golden Rice

41. E gli animali?

42. È possibile clonare e trasformare animali

43. trasformato controllo

44. Qualche numero riguardante gli ogm

45. Introdotte a partire dal 1996 I prodotti che attualmente finiscono sul mercato sono una ventina: Barbabietole, cappellini comuni (un’erba da prato), cicoria, colza, cotone garofano, girasole, grano, lino, lenticchia, mais, melone, papaia, patata, riso, soia, zucca, tabacco, pomodoro). Coltivati su una superficie di più di 140 milioni di ettari. Prima azienda al mondo nell’Agrobiotec: Monsanto, la seconda DuPont Nel 2010 giro di affari, per le sementi OGM, di circa 10 miliardi di dollari Quasi un decimo di tutti i terreni coltivati in tutto il mondo sono seminati con OGM. Il 64 % della soia Il 43% del cotone Il 24% del mais Il 20% della colza Sono oggi OGM La modificazione genetica più presente (63% sul totale) è la resistenza agli erbicidi

47. Principale differenza tra USA e UE riguardo l’adozione degli ogm UE

48. Un altro grande problema è la coesistenza tra OGM e non OGM Il polline si disperde lontano dal luogo di origine A che distanza i campi di ogm e non ogm devono trovarsi? per il mais questa distanza è di 200-300 metri

49. Si possono trasformare i cloroplasti evitando così la presenza del transgene nel polline uso dei sistemi di co-trascrizione nei plastidi

50. L’impiego di organismi geneticamente modificati rappresenta un grande avanzamento tecnologico, che si scontra però con problemi etici e sociali, dovuti in gran parte alla resistenza psicologica da parte dell’opinione pubblica