project - EIP-AGRI Operational Group

Approaches to genetic improvement integrated with the fruit supply chains for the development of eco-sustainable varieties of apple and strawberry
Approcci di miglioramento genetico integrato alle filiere frutticole per lo sviluppo di varietà eco-sostenibili di melo e fragola - Eco-Frutta

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Completed | 2020 - 2023 Italy
Completed | 2020 - 2023 Italy
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Contexte

Strawberry and apple are two crops of significant economic importance, both nationally and internationally. In Europe in 2017 the strawberry was grown on an area of ​​105,798 ha and 1,275,946 tons were produced. World apple production in 2018 was 86,142,197 tons (FAO 2019). Maintaining these productions in the coming years, increasing their sustainability and adaptation to climate change, will be the challenge of genetic improvement programs. Furthermore, a growing awareness of environmental issues and food safety has been established in consumers for some years. This, combined with the ban on the use of certain plant protection products for the control of plant diseases, raises many hopes for genetic improvement to continue to guarantee a more sustainable and safe quality production.
The lack of resistance to disease in modern cultivars, both as regards the cultivation of apple and strawberry, denotes a selection that in the past has given priority to production characteristics, rather than to environmental sustainability. Many of the genetic improvement programs are private, and do not use “wild type” genotypes as parents, favoring the varieties already present and established on the market in order to reduce the selection times, which are already very long and expensive.
 Genetic improvement programs can no longer ignore the search for genotypes with the following characteristics:
- Adaptability to climate change
- Adaptability to more sustainable farming systems (e.g. non-fumigated soils, reduced use of pesticides)
- Increase in sensory qualities
- aptitude for long conservation.

Objectives

Primary objective: development of innovative apple and strawberry genotypes, that are healthy and highly sustainable from both an environmental and an economic point of view.
The specific objectives are:
- varietal innovation;
- environmental protection;
- water saving;
- assessment of market satisfaction and economic sustainability of the agricultural productions;
- improvement of farms integration into the agri-food chain, through their involvment in all the phases of study, evaluation and development of the new genotypes covered by the project.
 

Objectives

Obiettivo primario: sviluppo di genotipi innovativi di melo e di fragola, salubri ed altamente sostenibili sia da un punto di vista ambientale che economico.
Gli obbiettivi specifici sono:
- innovazione varietale;
- tutela dell’ambiente;
- risparmio idrico;
- valutazione del gradimento di mercato e della sostenibilità economica delle produzioni agricole;
- maggiore integrazione delle aziende agricole all’interno della catena agroalimentare, attraverso la partecipazione a tutte le fasi di studio, valutazione e sviluppo dei nuovi genotipi oggetto del progetto.

Activities

1) ACTION EXERCISE OF COOPERATION.
2) SPECIFIC ACTIONS RELATED TO THE PLAN REALIZATION:
WP 1 - Mapping of land and production techniques (agronomic and transformation) of alfalfa products in ER.
WP 2 - Application to alfalfa of models for calculating CO sequestrations, calculating carbon and water footprints.
WP 3 Study for environmental labeling for alfalfa products and evaluation of the contribution to the reduction of the carbon footprint of derived products.
3) DISSEMINATION ACTIVITIES
4) ACTION TRAINING AND CONSULTING.

Activities

1. ESERCIZIO DELLA COOPERAZIONE
2. AZIONI SPECIFICHE CONNESSE ALL'ATTUAZIONE DEL PIANO
AZIONE 1: Studio e fenotipizzazione delle collezioni parentali
AZIONE 2: Esecuzione di incroci e selezione
AZIONE 3: Organizzazione di prove agronomiche e valutazione delle selezioni avanzate
AZIONE 4: Identificazione della sostenibilità ambientale
AZIONE 5: Individuazione della sostenibilità economica delle nuove varietà all'interno degli anelli della filiera ortofrutticola.
3. AZIONE DI DIVULGAZIONE
4. AZIONE DI FORMAZIONE

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014IT06RDRP003 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Emilia-Romagna
Emplacement
Main geographical location
Ferrara
Other geographical location
Ravenna, Bologna

EUR 279669.7

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

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4 Practice Abstracts

WP 3 (apple tree)

The main objective of action 3 is the enhancement of the new CIV selections. The selections under study present the VF scab resistance gene, allowing for less use of pesticides and therefore a reduction in the

environmental impact and an economic advantage.

The selections also confirmed that they are very hardy and adaptable to climate change, guaranteeing high production and high quality, comparable if not superior to the conventional varieties used as a comparison.

WP 3 (strawberry)

Work package 3 of the strawberry provides for the evaluation of varieties for fresh consumption and ""industrial"" varieties.

WP 4

The results obtained, in relation to the crop defense phase, confirm that the development of varieties resistant to scab is an effective impact mitigation action with regard to the impact on climate change.

WP 5

The study carried out shows that the cultivation of apple varieties selected for their resistance to disease and adaptability to climate change generates benefits for farmers and for the final consumer and has important repercussions on the reduction of environmental impacts.

Azione 3 (melo)

L’obiettivo principale dell’azione 3 è la valorizzazione delle nuove selezioni CIV. Le selezioni oggetto di studio presentano il gene VF di resistenza alla ticchiolatura, permettendo un minor utilizzo dei fitofarmaci e quindi una riduzione dell’impatto ambientale ed un vantaggio a livello economico.

Le selezioni hanno anche confermato di essere molto rustiche ed adattabili ai cambiamenti climatici, garantendo produzioni elevate e di elevata qualità, paragonabili se non superiori, alle varietà convenzionali utilizzate come confronto.

Azione 3 (fragola)

L’azione 3 della fragola prevede la valutazione di varietà da consumo fresco e varietà “da industria”.

Azione 4

I risultati ottenuti, relativamente alla fase di difesa della coltura, confermano come lo sviluppo di varietà resistenti alla ticchiolatura sia una efficace azione di mitigazione dell’impatto per quanto riguarda l’impatto sul cambiamento climatico.

Azione 5

Dallo studio effettuato, si evince che la coltivazione di varietà di melo selezionate per resistenza a malattie ed adattabilità ai cambiamenti climatici, genera benefici per gli agricoltori, per il consumatore finale ed ha importanti ripercussioni sulla riduzione degli impatti ambientali.

WP 1 (strawberry)

The purpose, similar to the apple tree, is to identify the best parents to use in the program.

Strawberry germplasm phenotyping was performed on three different groups of individuals belonging to the remontant, northern and southern unifers, for a total of 30 accessions.

Particular attention was paid to the observation of the presence or absence of diseases, and also to all the legal characteristics of both the plant and the fruit.

In order to do this, special evaluation forms have been prepared, which have been carefully compiled by expert technicians, employees of the CIV.

Thanks to the phenotyping work carried out, the aim of acquiring more knowledge of the accessions under study was achieved.

WP 2 (apple tree)

The objectives that we set ourselves in action 2 have been achieved, leading to the identification and subsequent selection of some individuals with the characteristics sought:

- scab resistance

- low susceptibility to powdery mildew

- plant with a contained habit, e

- presence of short branches with apical flower bud

Approximately 17,293 seeds were obtained which generated as many plants and which, following selection, led to the transplantation of 7,673 seedlings into the field, further reduced to 3,000 grafted for the last phase of evaluation.

WP 2 (strawberry)

The selection work led to the identification of 29 genotypes having the desired characteristics, good tolerance to biotic and abiotic stresses, in particular those individuals were selected that combine the organoleptic and aesthetic characteristics of the fruit with resistance to the main pathologies affecting the strawberry crop.

Azione 1 (fragola)

Lo scopo, analogamente al melo, è quello di individuare i migliori genitori da utilizzare nel programma.

La fenotipizzazione del germoplasma di fragola è stata effettuata su tre diversi gruppi di individui appartenenti alle rifiorenti, unifere nord e unifere sud, per un totale di 30 accessioni.

Particolare attenzione è stata rivolta all’osservazione della presenza o meno di malattie, ed anche a tutte le caratteristiche legate sia alla pianta che al frutto.

Per poter fare ciò sono state predisposte apposite schede di valutazione, che sono state compilate da tecnici esperti, dipendenti del CIV.

Grazie al lavoro di fenotipizzazione svolto, è stato raggiunto lo scopo di acquisire maggiori conoscenze delle accessioni oggetto di studio.

Azione 2 (melo)

Gli obiettivi che ci eravamo prefissati nell’azione 2, sono stati raggiunti, portando all’individuazione ed alla successiva selezione di alcuni individui aventi le caratteristiche ricercate:

- resistenza alla ticchiolatura

- bassa suscettibilità all’oidio

- pianta dal portamento contenuto, e

- presenza di rami corti con gemma apicale a fiore

Sono stati ottenuti circa 17.293 semi che hanno generato altrettante piante e che, a seguito di selezione, hanno portato al trapianto in campo di 7.673 semenzali, ridotti ulteriormente a 3.000 innestati per l’ultima fase di valutazione.

Azione 2 (fragola)

Il lavoro di selezione ha portato ad individuare 29 genotipi aventi le caratteristiche desiderate, buona tolleranza agli stress biotici ed abiotici, in particolare sono stati selezionati quegli individui che uniscono le caratteristiche organolettiche ed estetiche dei frutti alla resistenza alle principali patologie che colpiscono la coltura della

fragola.

The objective of the CIV genetic improvement program is to obtain new varieties that are:

- resistant to the main pathologies

- resilient and adaptable to climate change

- drought tolerant

- low environmental impact

- excellent organoleptic characteristics

- and which guarantee good profitability

The main objective of action 1 (apple tree) was to continue the study of the different genotypes of apple tree which are part of the CIV germplasm. Germplasm that has been expanded over the years with accessions from various research programs and from collections held in institutes such as the University of Bologna and the Edmund Mach Institute of San Michele all'Adige.

This work has made it possible to know and expand the genetic basis of our germplasm, inserting genotypes with characteristics of resistance to pathologies, adaptable to climate change and with excellent organoleptic characteristics.

The work has made it possible to increase the genetic variability, and thanks to the available technologies to go and analyze it in order to define the "genetic distance" between the different genotypes, in order to be able to plan future crossings, using those parents who, with the same characteristics , are as distant genetically as possible.

L’obiettivo del programma di miglioramento genetico del CIV è l’ottenimento di nuove varietà che siano:

- resistenti alle principali patologie

- resilienti ed adattabili ai cambiamenti climatici

- resistenti alla siccità

- a basso impatto ambientale

- di ottime caratteristiche organolettiche

- e che garantiscano buona redditualità

L’obiettivo principale dell’azione 1 (melo) è stato quello di continuare lo studio dei diversi genotipi di melo facenti parte del germoplasma del CIV. Germoplasma che è stato ampliato nel corso degli anni con accessioni provenienti da diversi programmi di ricerca e da collezioni conservate in Istituti con come ad esempio l’Università di Bologna e l’Istituto Edmund Mach di San Michele all’Adige.

Questo lavoro ha permesso di conoscere ed ampliare la base genetica del nostro germoplasma, inserendo genotipi con caratteristiche di resistenza alle patologie, adattabili ai cambiamenti climatici e con ottime caratteristiche organolettiche.

Il lavoro ha permesso di aumentare la variabilità genetica, e grazie alle tecnologie disponibili di andare ad analizzarla in modo da definire la “distanza genetica” tra i diversi genotipi, in modo da poter programmare i futuri incroci, utilizzando quei genitori che a parità di caratteristiche, siano il più distanti geneticamente.

The main expected result is the identification/selection of new varieties (strawberry and apple) that allow a low environmental impact farming, thanks to the use and the experimentation of innovative  production standards that will favor, from one side, the quality and the healthiness of the crops, and from the other, the respect of the environment, protecting the biodiversity and safeguarding the natural resources. 

The varietal innovation will specifically aim at improving the environmental sustainability, also by developping systems and protocols that can make measurable and certifiable the reduction of treatments, compared to the traditonal cultures.

At the same time, by taking advantage of the synergies of an integrated supply chain, the project will aim to obtain products that can be more appreciated by consumers for their organoleptic and gustatory characteristics, and that are suited for shelf life and for transformation/freezing.

Further expected results related to the new selected varieties are:

- Development of an evaluation system of the environmental impact;

- Identification of guidelines that allow an increase of the new varieties shelf-life;

- Definition and application of rigorous criteria that guarantee high production and quality standards;

- Experimental research on new varieties, in particular the apple tree, about their adaptability to the environments and the altimetric areas of foothills and hills.

l principale risultato atteso è l’individuazione/selezione di alcune nuove varietà (di fragola e melo) che consentano coltivazioni a basso impatto ambientale, ottenibili attraverso l’impiego e la sperimentazione di innovativi standard produttivi che favoriscano la qualità, la salubrità ed al contempo il rispetto dell’ambiente, a tutela della biodiversità e della salvaguardia delle risorse naturali. 

L’innovazione varietale sarà specificamente mirata al miglioramento della sostenibilità ambientale, anche attraverso lo sviluppo di sistemi e protocolli che rendano misurabile e certificabile la riduzione dell’uso di trattamenti rispetto alle culture tradizionali. 

Contestualmente, sfruttando le sinergie di una filiera integrata, il progetto mirerà ad ottenere produzioni che per caratteristiche organolettiche e gustative siano maggiormente apprezzate dai consumatori e vocate per la conservabilità e la trasformazione /surgelazione.

Di seguito gli ulteriori risultati attesi relativi alle nuove varietà selezionate:

- Messa a punto di un sistema di valutazione dell’impatto ambientale;

- Individuazione di linee guida che consentano un incremento della shelf-life delle nuove varietà;

- Definizione e applicazione di criteri rigorosi che garantiscano elevati standard produttivi e qualitativi;

- Sperimentazione delle nuove varietà, in particolare di melo, in termini di adattabilità ad ambienti e zone altimetriche pedecollinari e collinari.

 

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Contacts

Project coordinator

  • CIV - Consorzio Italiano Vivaisti

    Project coordinator

Project partners

  • Alimenti Naturali Srl

    Project partner

  • Alma Mater Studiorum - Università Di Bologna

    Project partner

  • Azienda Agricola Caroli Graziano

    Project partner

  • Azienda Agricola Tronconi Luca

    Project partner

  • Azienda Agricola Tronconi Marco

    Project partner

  • CICO - Consorzio Italiano Cooperative Ortofrutticole

    Project partner

  • CNR - Istituto per la BioEconomia IBE

    Project partner

  • Dinamica S.C.ar.l.

    Project partner

  • Mazzoni Servizi Srl

    Project partner