Patate Dolci Nigeriane: Alla Scoperta di un Tesoro di Biodiversità e Nutrizione

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di un alimento che forse diamo un po’ per scontato, ma che in realtà è una vera superstar, soprattutto in alcune parti del mondo: la patata dolce (Ipomoea batatas, per i più tecnici). Non è solo buona, è un concentrato di energia e nutrienti, fondamentale nella dieta di milioni di persone, specialmente nei paesi in via di sviluppo. Pensate che viene coltivata in oltre 110 paesi!

Ma c’è un “ma”. Nonostante il suo potenziale, la produzione di patate dolci spesso si scontra con diversi ostacoli: varietà locali poco produttive, attacchi di parassiti e malattie, siccità… Insomma, non è sempre facile ottenere raccolti abbondanti e di qualità. Ed è qui che entriamo in gioco noi, o meglio, la scienza!

Perché studiare la diversità genetica?

Vi chiederete: cosa c’entra la genetica? C’entra eccome! Immaginate la diversità genetica come una gigantesca cassetta degli attrezzi. Ogni varietà di patata dolce, con le sue caratteristiche uniche, è uno strumento diverso. Alcune potrebbero essere super resistenti alla siccità, altre ricchissime di vitamine, altre ancora più produttive. Conoscere questa diversità è il primo passo fondamentale per i programmi di miglioramento genetico (il cosiddetto breeding). L’obiettivo? Creare delle “super” patate dolci che combinino le caratteristiche migliori: resistenti, nutrienti e generose nel raccolto.

Questo è particolarmente importante per combattere problemi seri come la carenza di Vitamina A (VAD), una piaga che colpisce milioni di bambini e donne, soprattutto nell’Africa sub-sahariana, causando problemi alla vista e aumentando la mortalità. La patata dolce, specialmente quella a polpa arancione, è ricca di beta-carotene, il precursore della Vitamina A. Capire quali varietà ne contengono di più e come migliorare questo aspetto è cruciale.

La nostra avventura ad Abakaliki, Nigeria

Ed è proprio quello che abbiamo cercato di fare con uno studio specifico condotto ad Abakaliki, in Nigeria. Abbiamo raccolto ben 100 diverse accessioni (cioè campioni o varietà) di patata dolce, provenienti sia dalla Nigeria che dal vicino Niger. Un vero tesoro di biodiversità!

Abbiamo piantato queste 100 varietà nel nostro campo sperimentale e le abbiamo osservate da vicino per tutta la stagione di crescita. Abbiamo misurato di tutto: la lunghezza dei tralci (le “vine”), il numero e la dimensione delle foglie, quanti tuberi produceva ogni pianta, quanto erano grandi e lunghi… Insomma, una vera e propria “carta d’identità” agronomica e morfologica per ciascuna varietà.

Ma non ci siamo fermati all’aspetto esteriore! Su 50 di queste varietà, selezionate per le loro caratteristiche promettenti, siamo andati più a fondo. Abbiamo analizzato il loro contenuto nutrizionale: quanto beta-carotene contenevano (importantissimo!), quanta materia secca (che influisce sulla consistenza e sulla conservabilità), e i diversi tipi di zuccheri (glucosio, fruttosio, saccarosio).

E non è finita qui! Abbiamo usato anche la potenza della genetica molecolare. Utilizzando dei marcatori specifici chiamati SSR (Simple Sequence Repeats), che funzionano un po’ come delle impronte digitali genetiche, abbiamo studiato le differenze direttamente nel DNA di queste 50 varietà. Questo ci permette di capire le relazioni di parentela tra le diverse accessioni e di quantificare la diversità genetica a livello molecolare, un’informazione preziosissima per i breeder.

Cosa abbiamo scoperto? Un mondo di differenze!

I risultati sono stati affascinanti! L’analisi statistica (la cara vecchia ANOVA) ha confermato quello che già sospettavamo: c’erano differenze enormi e significative tra le varietà per tutte le caratteristiche che abbiamo misurato, sia quelle visibili (agro-morfologiche) che quelle “interne” (nutrizionali).

* Resa da capogiro (e non solo): Alcune varietà si sono dimostrate delle vere campionesse di produzione! La resa dei tuberi variava tantissimo, da appena 0.11 tonnellate per ettaro (praticamente nulla) fino a ben 30.75 t/ha per la varietà ‘7 x 12-2’. Anche la produzione di biomassa aerea (foglie e tralci, utili come foraggio) mostrava differenze abissali.
* L’importanza del colore: Una delle scoperte più interessanti, anche se attesa, riguarda il colore della polpa. Le varietà con la polpa arancione avevano contenuti di beta-carotene nettamente superiori rispetto a quelle con polpa bianca, crema o gialla. Questo conferma che puntare sulle varietà arancioni è la strada giusta per combattere la carenza di Vitamina A. C’era però un piccolo “trade-off”: le varietà arancioni tendevano ad avere un contenuto di materia secca leggermente inferiore.
* Questione di geni (e di ambiente): Abbiamo calcolato parametri genetici come il GCV (Coefficiente di Variazione Genotipica) e il PCV (Coefficiente di Variazione Fenotipica). Senza entrare troppo nei tecnicismi, valori alti, come quelli che abbiamo trovato per la resa dei tuberi e la biomassa, indicano che gran parte della variazione osservata è dovuta proprio alle differenze genetiche tra le varietà, e non solo all’ambiente. Questo è ottimo, perché significa che c’è tanto potenziale su cui lavorare con la selezione! Anche l’ereditabilità (quanto un tratto viene trasmesso alla progenie) era alta per caratteristiche chiave come la resa e la lunghezza dei tuberi, confermando che selezionare per questi tratti può dare ottimi risultati.
* Correlazioni interessanti: Abbiamo visto che la resa dei tuberi era positivamente correlata con il diametro e la lunghezza dei tuberi stessi. Sembra ovvio, ma è una conferma importante: selezionare piante con tuberi più grossi e lunghi porta a un aumento della resa. Curiosamente, non abbiamo trovato una correlazione significativa tra la resa e il contenuto di beta-carotene. Questo significa che si può lavorare per aumentare la resa senza necessariamente perdere contenuto nutrizionale, e viceversa. Anzi, abbiamo notato una correlazione negativa tra materia secca e beta-carotene: le patate più ricche di beta-carotene tendono ad essere un po’ meno “asciutte”.

I segreti nascosti nel DNA

L’analisi molecolare con i marcatori SSR ci ha aperto un’altra finestra sulla diversità. Abbiamo trovato un totale di 20 alleli (varianti geniche) diversi usando solo 10 marcatori. Il PIC (Polymorphic Information Content), un indice che misura quanto un marcatore è “informativo” nel distinguere le varietà, aveva un valore medio di 0.30. Non altissimo rispetto ad altri studi, ma comunque sufficiente a evidenziare differenze. Alcuni marcatori si sono rivelati particolarmente utili.

Ma la scoperta forse più sorprendente è arrivata dall’analisi della varianza molecolare (AMOVA). Abbiamo confrontato le varietà raccolte in Nigeria con quelle raccolte in Niger. Ci si potrebbe aspettare grandi differenze tra i due gruppi, giusto? E invece no! La stragrande maggioranza della variazione genetica (ben l’89%) era presente all’interno di ciascun gruppo (nigeriano o nigerino), mentre solo l’11% della variazione distingueva i due gruppi tra loro.

Cosa significa? Che, nonostante provengano da due nazioni diverse, le patate dolci nigeriane e nigerine studiate sono geneticamente abbastanza simili tra loro. Questo potrebbe essere dovuto a scambi di materiale di coltivazione tra le due aree (che condividono condizioni climatiche e culturali simili nella zona del Sahel) e alla natura stessa della patata dolce, che pur propagandosi principalmente per via vegetativa (talee), può occasionalmente riprodursi per seme (incrocio), rimescolando i geni e mantenendo alta la diversità all’interno delle popolazioni locali.

Cosa ci portiamo a casa?

Questo studio ci ha confermato che nelle varietà di patata dolce nigeriane e nigerine c’è un patrimonio di diversità incredibile, sia dal punto di vista agronomico che nutrizionale e genetico. Abbiamo identificato varietà con rese elevate e altre con altissimi livelli di beta-carotene.

L’analisi dei dati ci ha permesso anche di raggruppare (cluster analysis) le varietà in base alle loro somiglianze. Ad esempio, un gruppo conteneva varietà con alta resa e materia secca, mentre un altro gruppo spiccava per l’alto contenuto di beta-carotene. Queste informazioni sono oro colato per i programmi di breeding! Si possono incrociare varietà provenienti da gruppi diversi per cercare di combinare le loro caratteristiche migliori.

In conclusione, questa ricerca non solo ci aiuta a capire meglio la diversità della patata dolce in quest’area dell’Africa, ma pone le basi per sviluppare nuove varietà migliorate che possano contribuire concretamente a migliorare la sicurezza alimentare e a combattere la malnutrizione. Le patate dolci identificate sono candidate promettenti per il futuro dell’agricoltura e della nutrizione in Nigeria e non solo. C’è ancora tanto lavoro da fare, ma la strada è tracciata e il potenziale è enorme!

Fonte: Springer