Valutazione del contributo di vernalizzazione e resistenza al freddo all’adattamento climatico in orzo mediante linee quasi isogeniche (NIL) portatrici di specifici QTL

L’orzo (Hordeum vulgare) è la quarta coltura cerealicola più importante al mondo in termini di produzione ed è la specie più coltivata tra i cosiddetti cereali minori. Viene utilizzato principalmente per la produzione di malto destinato all’industria birraria, per le sue cariossidi ricche di amido impiegate nella mangimistica zootecnica e per le sue proprietà nutrizionali, che lo rendono un cereale adatto anche all’alimentazione umana. Attualmente, le produzioni agricole globali risentono fortemente degli effetti del cambiamento climatico, poiché le piante non sempre riescono a sviluppare efficaci meccanismi di adattamento e acclimatazione agli stress ambientali. Questo scenario potrebbe tradursi in una significativa riduzione delle rese e/o della qualità delle produzioni, con conseguente aumento dei prezzi dei prodotti alimentari. In questo contesto, risulta fondamentale sviluppare approcci innovativi per adattare le coltivazioni alle attuali condizioni climatiche in continua evoluzione. I progressi degli ultimi decenni nel campo della genomica e delle biotecnologie hanno rivoluzionato il miglioramento genetico dell’orzo, anche grazie all’impiego di strumenti come la selezione assistita da marcatori. Nel presente lavoro di tesi è stata studiata l’adattabilità di linee quasi isogeniche per QTL (QTL- NILs) mediante una prova multi-ambiente, con l’obiettivo di valutare il ruolo di QTL associati alla resistenza al freddo e alla vernalizzazione, in particolare FR-H1 e FR-H2, nell’adattamento dell’orzo a differenti condizioni di coltivazione. A tal fine, il comportamento delle linee è stato analizzato in ambienti caratterizzati da condizioni climatiche eterogenee, così da approfondire il contributo di tali regioni genomiche alla risposta adattativa della specie. Dalla prova multi-ambiente è risultato che FR1-Tr/Nure è la linea più interessante per combinazione di resa, precocità e stabilità, mentre la NIL FR2-Nu/Tremois ha confermato che l’introgressione del solo locus FR-H2/CBF nel background primaverile di Tremois non è sufficiente a ricreare il vantaggio adattativo tipico dei materiali invernali. L’adattamento dell’orzo a condizioni pedoclimatiche contrastanti quindi, è il risultato dell’interazione tra geni della vernalizzazione, geni coinvolti nell’acclimatazione al freddo e background genetico complessivo.