Valutazione agronomica,
biochimica e molecolare
di varietà di canapa e lino
in ambiente lombardo
Milano, Palazzo Pirelli , 3 febbraio 2014
Incoronata Galasso
Istituto di Biologia e Biotecnologia
Agraria CNR-IBBA
Regione Lombardia – Accordo Istituzionale n.14840/RCC 2011-2013
Antiche colture
Tra tutte le colture che oggi sono scomparse dal territorio italiano, le più
famose e ricche di storia e tradizioni, sono certamente il lino e la canapa
Linum usitatissimum L.
Cannabis sativa L.
Andamento della coltivazione del lino e canapa in Italia
Canapa e lino sono state coltivate a lungo sul nostro territorio fino
agli inizi del secolo scorso per produrre fibra
canapa
90.000-100.000 ettari
1940-1943
Lento declino (40 anni)
lino
50.000 ettari
1935-1940
1850-1870
15.0000 ha
Crollo
30 anni
1930
1970
900 ha
2000
4.000 ha 1930
1986
100 ha
2000
Lino e canapa
L’abbandono della coltivazione di entrambe le colture è stato determinato non solo dall’arrivo del
cotone, juta e fibre sintetiche ma anche da una scarsa meccanizzazione.
Canapa
Tetraidrocannabinolo (THC), composto stupefacente. Nel 1975 la legge vieta la coltivazione canapa.
Dal 1998 è diventato legale coltivare canapa a scopo industriale. Le varietà consentite sono solo
quelle con un contenuto di THC < 0,2%.
Lino e Canapa nuovi settori di utilizzazione
In questi ultimi anni si è assistito ad un rinnovato interesse per queste due colture
da fibra in seguito all’ampliamento dei settori di utilizzo
settore automobilistico, arredamento
bioedilizia, geotessile, compositi, ecc
dal tradizionale
settore tessile e
cartario al
Fibra e
canapulo
settore alimentare, zootecnico, cosmetico,
farmaceutico
Seme
Progetto VeLiCa
Obiettivi
Valutare la performance agronomica delle due colture a
produrre sia fibra che seme mediante delle prove agronomiche
Valutare la quantità e qualità dell’olio e proteine nei
semi del lino e canapa
Caratterizzazione genetico-molecolare di tutte le varietà
Lino e canapa in Lombardia
Prove agronomiche
2 anni consecutivi
2 ambienti lombardi
Cavriana (MN) Treviglio (BG)
7 varietà per specie
Varietà
LINO
CANAPA
Linoal
Carmagnola
Valoal
Carmagnola Selez.
Kaolin
Fibranova
Solal
Futura
Festival
Felina
Merlin
Fedora
Natural
Ferimon
Treviglio (BG)
Sabbioso-limoso
Cavriana (MN)
Sabbioso-argilloso
Lino
distanza tra le file di 16 cm; 600 semi/m2
Canapa
distanza tra le file di 45 cm; 45 semi/m2
Canapa: nessun erbicida; Lino: 1 intervento con diserbante in pre-emergenza; nessun
antiparassitario
Concimazioni: circa 100 Unità di azoto per entrambe le colture
Lino: fasi fenologiche
Semina, marzo
Fioritura, maggio
Raccolta steli e trebbiatura, luglio
Durante la maturazione, giugno
Rilievi morfo-produttivi (2011-2012)
Lino
1.
investimento (n piante m2)
2.
biomassa totale
3.
altezza piante
4.
diametro basale dello stelo
5.
N. ramificazioni basali
6.
N. ramificazioni apicali
7.
N. capsule per pianta
8.
peso capsule
9.
peso 1000 semi
Diametro basale dello stelo
10. resa steli
11. resa seme
Biomassa totale
Altezza piante
Lino: resa seme
Il confronto varietale non ha evidenziato
differenze significative per la resa in seme
tra le diverse varietà
Annata: 2012 > 2011
Località: Cavriana > Treviglio
Treviglio
2011
Cavriana
2011
Treviglio
2012
Cavriana
2012
0,49 t/ha 1,26 t/ha 1,55 t/ha 2,30 t/ha
La bassa resa in seme di
Treviglio 2011 è stata
influenzata da una elevata
piovosità nel mese di
giugno e luglio
Lino: resa steli
Differenze significative tra le varietà sono
risultate per la produzione in steli
Localita: Cavriana > Treviglio
Gruppi Casi
1
2
3
4
Media
Cavriana*Solal
Cavriana*Festival
Cavriana*Kaolin
Cavriana*Merlin
Cavriana*Linoal
Treviglio*Natural
Cavriana*Natural
Treviglio*Festival
Cavriana*Valoal
Treviglio*Solal
Treviglio*Linoal
3,4 t/ha
Treviglio*Valoal
Treviglio*Merlin
2,1 t/ha
2,9t/ha
Le prestazioni migliori sono state ottenute
dalla var. Festival e Solal a Cavriana
2,5 t/ha
Confronti multipli delle varietà di lino per la resa
in steli (interazione località x varietà; test di Tukey’s b HSD)
La varietà Natural ha mostrato una resa simile
in steli in entrambe le località probabilmente
come risultato di una maggiore adattabilità a
condizioni ambientali variabili.
Lino: contenuto in olio nei semi e qualità
Treviglio
2011
Cavriana
2011
Treviglio
2012
Cavriana
2012
35,6%
42,5 %
42,4%
44,2%
Il confronto varietale non ha evidenziato
differenze significative per il contenuto in
olio tra le diverse varietà ad eccezione
dell’annata 2011 di Treviglio
PROFILO ACIDI GRASSI (%)
Cavriana 2011- 2012 e
Treviglio 2012
saturi
(palmitico e stearico)
monoinsaturi
(oleico)
Treviglio
2011
2,19 - 2,29
3,80
8,56 - 9,85
19,7
87,8 - 89,2
76,5
polinsaturi
(linoleico, linolenico o
omega-6 e omega-3)
Solal è risultata la varietà più interessante
con un contenuto in olio simile in
entrambe le località ed annate
Le differenze così accentuate per il
contenuto in olio e % di ac. grassi sono
probabilmente dovute alla eccessiva
quantità di pioggia durante la maturazione
del seme
Lino: contenuto proteico nella farina e qualità
Treviglio
Nessuna differenza significativa per il
contenuto proteico tra le diverse varietà 2011
e le due località
362 g/kg
Cavriana
2011
Treviglio
2012
Cavriana
2012
360 g/kg
354 g/kg
351 g/kg
Composizione amminoacidica
Le proteine di lino e canapa sono
più ricche in glutammato (GLX)
ed arginina (ARG)
Lino presenta concentrazioni
maggiori degli amminoacidi
essenziali fenilalanina e leucina
(PHE e LEU)
Il contenuto di lisina (LYS) che
normalmente è limitante nei
mangimi è simile in lino e canapa
a quello presente in colza
Poster: Russo e Reggiani
Lino: caratterizzazione molecolare
Caratterizzazione genetica delle 7 varietà di lino
mediante marcatori molecolari: TBP e SSR
TPB fingerprinting
• Attribuire un fingerprint identificativo per
ogni varietà
• identificare marcatori molecolari utili per
il miglioramento genetico
Il marcatore molecolare TBP ha permesso di
assegnare un profilo identificativo per ogni
singola varietà utile per riconoscimento
delle sementi
Sono stati identificati e sviluppati 26 marcatori molecolari SSR che potranno essere
utilizzati per futuri programmi di incroci dal miglioratore genetico
Poster: Braglia et al.
Lino: conclusioni
Il confronto varietale non ha evidenziato differenze significative, tra le
sette varietà di lino, per la resa in seme
Differenze significative tra le varietà sono risultate per la produzione in
steli (var. Festival e Solal) e l’ambiente di Cavriana si è mostrato più adatto
per la coltivazione del lino
Il contenuto in olio e proteine è risultato buono in tutte le varietà e la
qualità della farina di lino è risultata equiparabile a quella di colza
In generale, il lino ha offerto una buona prestazione sul nostro territorio
ed i nostri risultati indicano che soprattutto nell’area di Cavriana la coltura
è in grado di fornire entrambi i prodotti (semi e steli) in quantità
soddisfacenti
Canapa
Varietà
Carmagnola
Italiane,
dioiche
Carmagnola Selez.
Fibranova
Francesi,
monoiche
Futura
Felina
Fedora
Ferimon
Canapa
Semina
13 marzo 2012
26 aprile 2012
30 maggio 2012
var. francesi monoiche
30 maggio 2012
var. italiane dioiche
Varietà italiana di canapa
13 giugno 2013
Confronto tra varietà
Varietà italiane, dioiche
4 luglio 2012
Varietà francesi, monoiche
4 luglio 2012
Confronto tra varietà
monoiche
dioiche
21 luglio 2012
Rilievi morfo-produttivi (2011-2012)
varietà dioica
Canapa
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
investimento (n piante m2)
altezza piante
diametro basale dello stelo
N. ramificazioni basali
N. ramificazioni apicali
femmine e maschi (%)
biomassa totale
peso 1000 semi
resa steli
resa seme
Pianta maschile
Pianta femminile
+
Canapa: resa steli e semi
Il confronto varietale non ha evidenziato differenze significative per la resa in seme e steli
tra le diverse varietà appartenenti allo stesso gruppo, mentre differenze significative sono
state osservate tra i due gruppi
Steli t/ha
Semi t/ha
Gruppo
Treviglio
Cavriana
Treviglio
Cavriana
var. italiane
rese medie
15,7
14,0
0,22
0,28
var. francesi
rese medie
8,7
7,00
0,55
0,35
Le varietà dioiche italiane mostrano una resa media in steli decisamente superiore
alle monoiche
La resa in seme, anche se modesta, risulta più elevata nelle varietà francesi
rispetto alle var. dioiche italiane
Canapa: contenuto in olio nei semi e qualità
Treviglio
Cavriana
Gruppo ITA
31,0%
28,1%
Gruppo FRA
28,5%
24,8%
Gruppo: ITA > FRA
Località: Treviglio > Cavriana
Il Gruppo francese mostra una variabilità
maggiore tra le diverse varietà
var. italiane
var. francesi
Profilo acidi grassi
Tutte le varietà hanno mostrato un profilo degli acidi grassi molto simile
Circa 90 % dell’olio è costituito da acidi grassi insaturi
55-60% da ac. linoleico (omega-6) ed il 20-25% da ac. linolenico (omega-3)
Canapa: contenuto proteico e controllo THC
Contenuto proteico
Treviglio
Cavriana
Nessuna differenza significativa per il contenuto
proteico tra le diverse varietà e le due località
Gruppo ITA
346 g/kg
343 g/kg
Il contenuto proteico è risultato simile tra i due
gruppi in entrambe le località.
Gruppo FRA 343 g/kg
335 g/kg
Contenuto in THC
Il contenuto di THC è stato valutato nelle
infiorescenze femminili, il sito dove il THC
viene accumulato ai livelli più alti
Per la legislazione europea il contenuto
di THC in canapa da fibra deve essere
< 0,2% del peso.
Tutte le varietà di canapa hanno mostrato livelli di THC < 0,2% in entrambe le località
Solo la varietà Fibranova ha mostrato livelli vicini a tale soglia di attenzione
Poster: Russo e Reggiani
Canapa: caratterizzazione molecolare
Caratterizzazione genetica delle 7 varietà di canapa mediante marcatori
molecolari: TBP e SSR
SSR
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
PC6
PC7
PC8
PC9
PC10
PC11
PC12
PC13
PC14
PC15
PC16
PC17
PC18
PC19
PC20
Size
(bp)
Motivo
323–339
N° alleli
Locus
(GAA)13(A)(GAA)3
11
1
163–172
(AAG)10
2
1
235–244
(TTG)9
3
1
105–111
(GTT)7
3
1
105–111
(CTA)9
4
1
266–273
(ACG)7
2
1
204–224
(GA)15
9
1
285–297
(CT)18
10
1
161-223
(GA)26
16
1
147-185
(GA)20
13
1
169-267
(CT)50
26
1
128-184
(CT)26
19
1
172-242
(CT)21
15
1
159-167
(AT)11
5
1
209-261
(TTA)15
11
1
141-156
(GTG)7
4
1
167-230
(TCT)8TCA(TCT)7
7
1
141-162
(TGG)10
7
1
177-203
(TAA)3-(AT)5
5
1
80-95
(TTGTG)4
3
1
Sono stati sviluppati circa 20 marcatori molecolari
SSR, alcuni di essi sono risultati in grado di
identificare alleli unici per ogni singola varietà di
canapa
Come nel caso del lino anche per la canapa i 20
marcatori SSR sviluppati potranno essere
utilizzati dal breeder per futuri programmi di
incroci
Poster: Braglia et al
Conclusioni
I dati agronomici confermano l’ottima attitudine della canapa alla produzione di
biomassa con un ridotto impatto ambientale (meno input chimici: fitofarmaci e
fertilizzanti)
I nostri risultati confermano la possibilità di reintrodurre convenientemente la canapa
in Lombardia anche se i responsi produttivi sono risultati più soddisfacenti per la
produzione di steli che seme
Le varietà monoiche sono più adatte per la produzione di seme
Il ritorno della canapa su tutto il territorio italiano sarà possibile solo se si riuscirà a
creare una filiera, a migliorare la meccanizzazione ed a continuare la ricerca
scientifica
Ringraziamenti
Valutazione biochimica
Valutazione agronomica
Piernicola Masella RTD
Immacolata Caruso RTD
Remo Reggiani
Roberto Russo Assegnista
Caratterizzazione molecolare
Laura Morello
Silvia Gianì
Diego Breviario
Floriana Gavazzi
Luca Braglia Assegnista
Ida Brambilla
Sergio Mapelli
Paola Pecchia Assegnista