Selezione di razze di Bombyx mori ad alta efficienza nutrizionale e relative problematiche

Il baco da seta (Bombyx mori L.) è un insetto appartenente all’ordine dei lepidotteri, famiglia Bombycidae; è una delle due uniche specie rappresentanti il genere Bombyx, assieme a Bombyx mandarina M., suo progenitore ancestrale. In passato, in Europa, il suo utilizzo era legato soprattutto al mondo agricolo ed alla produzione della fibra serica ma questo tipo di attività è andata scomparendo dal vecchio continente, a favore di alcuni Paesi asiatici, fra cui soprattutto la Cina, con basso costo della manodopera. A dispetto del declino di questo tipo di attività tradizionali, il baco da seta ha però cominciato ad essere utilizzato per applicazioni tecnologiche di alto profilo legate al mondo della ricerca scientifica e della bio-industria. Si sono indagati, da un lato, utilizzi che impiegano la seta come biomateriale e che mirano allo sfruttamento delle sue proprietà fisiche e chimiche sia su scala macroscopica sia su scala microscopica come nel campo delle nanotecnologie. Dall’altro lato, le scienze biologiche e le biotecnologie sono in grado di utilizzare l’insetto stesso, oppure colture cellulari da esso derivate come bio-fabbriche per la produzione di proteine altrimenti sintetizzate in batteri o lieviti. Poiché il baco da seta, rispetto ad altri organismi utilizzati per gli stessi scopi, è di dimensioni adeguate a sperimentazioni anche complesse, pur non richiedendo ampi spazi d’allevamento o elevate quantità di cibo, come ad esempio gli animali superiori, è facilmente allevabile in laboratorio e possiede un ciclo biologico breve (circa 45 giorni), rappresenta un ottimo modello per la ricerca di base nei campi delle scienze della vita. In tal senso, per rendere il B. mori un’appetibile piattaforma tecnologica, importanti passi avanti sono stati fatti con il sequenziamento del genoma e con la formulazione di diete artificiali in grado di svincolare l’allevamento dell’insetto, strettamente monofago, dalla produzione della foglia di gelso, reperibile solo stagionalmente nelle regioni a clima temperato. Sullo sfondo di queste potenzialità tecnologiche e anche in relazione ad un rinato interesse da parte dell’industria del settore serico per una filiera produttiva extra-asiatica, va inquadrato il lavoro di ricerca presentato nella seguente tesi. La sperimentazione descritta è, infatti, inquadrabile in una più generale attività di rilancio della ricerca di base riguardante il baco da seta ed in sintonia con le necessità di un potenziale settore produttivo localizzato in paesi climaticamente simili all’Italia. Il materiale di partenza, ossia le razze di B. mori, appartengono infatti alla banca di germoplasma del Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura – Unità di ricerca di Apicoltura e Bachicoltura (CRA-API) di Padova; la collezione di accessioni è composta da circa 200 razze distinguibili sulla base di diverse caratteristiche fenotipiche e genotipiche. Partendo dalla suddetta collezione, è stato compiuto un lavoro di selezione basato su una strategia di allevamento misto dieta-foglia finalizzato alla selezione di razze, caratterizzate da un’elevata efficienza alimentare sia su foglia di gelso sia su dieta sostitutiva, in modo da ottimizzare il rapporto costi/benefici in tutti quegli ambiti interessati ad aspetti di produttività. Come sopra ricordato, la strategia era basata su un approccio misto: un primo step, più tradizionale e orientato all’incremento dei parametri produttivi della seta in senso classico, era incentrato sull’allevamento con foglia, fornita senza limitazioni di quantità. Un secondo step prevedeva, invece, un ciclo d’allevamento su una dieta sostitutiva della foglia di gelso in cui la selezione per la produttività avveniva a fronte di un’alimentazione contingentata. Dopo tre anni in cui si sono svolte sei generazioni di selezione, le popolazioni originali sono state confrontate sia tra loro sia con le selezioni ottenute; per tale comparazione, sono stati utilizzati indici alimentari in grado di qualificare le larve secondo la loro efficienza nel convertire le proteine contenute nella matrice alimentare in massa corporea e seta. La valutazione finale ci ha permesso di evidenziare come la strategia adottata, si sia rivelata efficace nel permettere la selezione dei caratteri desiderati sebbene, alcune differenze legate alla diversa adattabilità delle varie razze alla dieta artificiale, suggeriscano l’utilità dell’introduzione di una selezione preliminare per questo carattere. Nell’ambito della sperimentazione finalizzata alla selezione delle razze ad alta efficienza sono stati condotti alcuni esperimenti complementari che hanno portato alla produzione di rilevanti dati scientifici. In primo luogo è stato isolato e caratterizzato un microorganismo, dimostratosi patogeno per il baco da seta allevato su dieta artificiale ed, in secondo luogo, sono state effettuate approfondite misurazioni sulla resistenza alle basse temperature da parte di uova di una razza polivoltina appartenente alla collezione del CRA-API. I risultati esposti nel presente lavoro rappresentano, allo stato attuale, non un punto d’arrivo ma la tappa intermedia di un processo di selezione che verrà proseguito presso CRA-API oltre che la base di partenza per la produzione di nuovi ibridi dalle prestazioni migliorate ed allevabili, indifferentemente, su foglia e dieta sostitutiva con buone performances.