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L’Istituto d’Istruzione Superiore “Antonio Zanelli”, nell’ambito delle azioni finalizzate all’erogazione della qualifica regionale di operatore agricolo (Iefp), promuove un’attività laboratoriale sulla micropropagazione. L’esperienza, destinata agli alunni delle classi seconde, rende gli studenti protagonisti dell’apprendimento in un contesto operativo che sviluppa aspetti trasversali, quali la capacità di risolvere i problemi e lo spirito d’iniziativa ed imprenditorialità.
Tale didattica è modalità ottimale per rendere lo studente protagonista del sapere e dell’apprendimento tanto che la stessa attività è rendicontata e valutata dagli studenti attraverso un diario di bordo e una rubric creati dagli stessi fruitori del progetto. I docenti referenti del progetto sono i Proff. Mancuso Maria Luisa e Galli Daniele coaudiuvati dell'Assistente tecnico Vito Pontrelli per l'attività di laboratorio e la Prof.ssa Martinisi Donatella per la fase di documentazione. Preziosa la collaborazione dell'Assistente tecnico di laboratorio Vito Pontrelli

Messa a coltura sotto cappa a flusso laminare
Trasferimenti in sterilità
Registrazione dei dati
Immaturi di citrus
Baby plant
Baby plant
Baby plant
Baby plant
Baby plant
Melone
Piantine da micro
Trasferimenti in vivo
Trasferimenti in vivo
Vendita

MICROPROPAGAZIONE - Introduzione

La micropropagazione è una tecnica di propagazione delle piante che trova impiego in diversi ambiti, dal vivaismo al miglioramento genetico delle specie agrarie. Essa si attua in condizioni di sterilità e con protocolli specifici ai diversi scopi e per le diverse specie vegetali.
La tecnica delle colture in vitro nei vegetali ebbe inizio nei primi anni del 1900 ad opera di Haberlandt il quale, basandosi sul concetto di TOTIPOTENZA, riprese e ampliò la teoria cellulare formulata da Schwann e Schleiden 60 anni prima. Grazie alla totipotenza, si possono rigenerare individui completi partendo da cellule e/o tessuti differenziati. Le cellule mature, altamente specializzate, mostrano la capacità di regressione verso uno stato meristematico, indifferenziato. Tale processo è detto: “dedifferenziazione” . Attraverso la stimolazione di queste cellule con ormoni specifici si ha una “ridifferenziazione” e lo sviluppo di una pianta completa.
Nell’ambito vivaistico trova impiego per la produzione di cultivar e portinnesti (il portinnesto del pesco GF677 rappresenta il 40% della produzione in vitro nazionale, CNR INVALSA trees and timber institute), mentre per il miglioramento genetico è usata per: l’embriocoltura (coltura in vitro di embrioni immaturi), necessaria per il recupero di semi provenienti da incroci tra varietà precoci, l’ingegneria genetica, il risanamento da virus e viroidi, la conservazione del germoplasma, embriogenesi somatica.
L’Italia, a livello europeo, si pone come leadearship per la propagazione in vitro delle specie fruttifere mantenendo alto il livello qualitativo del prodotto ottenuto.
Gli operatori che lavorano in questo settore devono essere altamente specializzati e conoscere le procedure di lavoro in condizioni di sterilità.
L’Istituto “A. Zanelli”, con il supporto della Regione Emilia Romagna, ha realizzato questo percorso laboratoriale, per gli alunni del corso professionale, al fine di garantire il raggiungimento di conoscenze trasversali con positive ricadute nel mondo del lavoro.
Materiale e metodi
I protocolli scelti per l’attività di laboratorio sono stati due: il primo ha riguardato la propagazione in vitro di talee e microtalee della specie Kalanchoe blossfeldiana.
Il secondo, invece, ha riguardato la coltura di semi di Citrus reticulata.
Il primo quadrimestre ha permesso, attraverso il lavoro in piccoli gruppi in laboratorio, di trasferire i rudimenti della tecnica agli allievi e per questo è stato scelto il primo protocollo, più facile da attuare e con risultati pressochè immediati.
Durante il secondo periodo dell’anno, oltre a moltiplicare il materiale propagato in vitro, si è proceduto alla micropropagazione di semi di Citrus reticulata, particolarmente adatta allo studio della poliembrionia nucellare. Quest’ultima è, infatti, una caratteristica interessante degli agrumi tramite la quale si ottengono più embrioni a partire da un unico seme. Solo un embrione prende origine dalla fecondazione e possiede un corredo cromosomico comune ad entrambi i genitori, gli altri invece sono identici alla pianta madre e tra loro, sono infatti dei cloni e sono detti embrioni nucellari. Nell’ambito della ricerca scientifica le piante ottenute da semenzali coltivati in vitro sono impiegati come portinnesti sicuri poichè virus esenti.
La possibilità di affrontare lo studio di concetti così elevati attraverso la sperimentazione e l’osservazione ha consentito di ottenere più successi negli apprendimenti.
Per la micropropagazione di talee e microtalee di Kalanchoe blossfeldiana e dei semi di Citrus reticulata sono state seguite le seguenti fasi:

Fasi della micropropagazione:
1. preparazione del mezzo di coltura
2. sterilizzazione mezzo di coltura
3. sterilizzazione vetreria
4. preparazione di soluzioni sterilizzanti
5. sterilizzazione degli espianti
6. messa a coltura

Coltura in vitro di semenzali Citrus reticulata

Coltura in vitro di semenzali Citrus reticulata

 

Le numerose piantine prodotte, in sterilità (baby plants), sono state vendute dagli alunni presso la sede dell’Istituto Zanelli in occasione delle feste pasquali e successivamente presso due fiere locali (festa di via Bismantova e Coviolo).



EMBRIOGENESI SOMATICA

Nel corso dell’attività di moltiplicazione in vitro di plantule provenienti da semenzali di Citrus reticulata (mandarino) si sono sviluppati in modo spontaneo, senza una stimolazione ormanale, diversi embriodi (embrioni somatici) a partire dal punto d’inserzione dell’epicotile con la radice. Questi ultimi si originano a partire da cellule somatiche e hanno la caratteristica di presentare il polo radicale e quello caulinare collegati da un sistema vascolare chiuso. Gli embrioidi ottenuti da embriogenesi somatica sono perfettamente identici a quelli zigotici, differiscono da questi ultimi dal punto di vista genetico poichè hanno lo stesso corredo genetico della pianta donatrice. Non derivano da una fecondazione e da una ricombinazione genetica di gameti maschili e femminili attraverso la meiosi o gamia sono dunque dei cloni. Queste caratteristiche li rendono molto interessanti per la ricerca scientifica poichè si prestano per diversi studi scientifici, per la crioconservazione, per la produzione di semi artificiali e la trasformazione genetica.

L’embriogenesi somatica può essera diretta, se avviene a partire da tessuti senza che si sia avuta formazione di callo (tessuto amorfo indifferenziato) o indiretta se gli embrioidi prendono origine dal callo. Dal punto di vista genetico, sono più stabili gli embrioni somatici ottenuti per via diretta.


Stadi di sviluppo dell’embrione zigotico

RISULTATI OTTENUTI

 


Dimensione carattere piccoloDimensione carattere medioDimensione carattere grande


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Visita alla Microplant di Cesena



Il file in pdf
del progetto

I ragazzi delle classi 2N e 2M dell’indirizzo professionale, insieme ai professori che hanno seguito il progetto, ringraziano le tante persone che hanno acquistato le baby plant in vendita durante i giorni precedenti Pasqua.
Per i ragazzi è stata un’ulteriore esperienza che, unita alla fatica dei preparativi, li ha resi ancora più consapevoli del percorso laboratoriale, dalla produzione delle piantine micropropagate alla vendita.
Sono stati realizzati due poster contenenti le “narrazione” del progetto a cura delle prof.esse Donatella Martinisi e Maria Luisa Mancuso che raccontano le duplici esperienze laboratoriali nell’ambito della micropropagazione e della relazione scritta.



Embrioidi


Embrioidi in diversi stadi


Embrioidi in stadio globulare


Piantina di citrus reticulata


Piantina di citrus reticulata


Piantina di citrus reticulata


Piantula di citrus reticulata


Plantula mandarico in trasferimento


Plantule embrioni nucellari