Il progetto GEREMES per l’ovinicoltura mediterranea

La diversità genetica è considerata una componente determinante della biodiversità all’interno delle specie, sia selvatiche che domestiche. Le specie di interesse zootecnico sono caratterizzate da un’importante variabilità che si è generata attraverso diversi processi adattativi, evolutivi e di selezione artificiale nel corso dei secoli.

Le popolazioni locali sono considerate importanti serbatoi di resilienza e biodiversità. Inoltre, sono in grado di valorizzare aree marginali e rappresentano una fonte di reddito nelle regioni a bassa potenzialità produttiva (Ruto et al., 2008) e potrebbero essere una valida soluzione per far fronte ai cambiamenti ambientali (Medugorac et al., 2009). Infatti, la variabilità genetica garantisce la risposta di selezione al miglioramento dei tratti produttivi e di adattamento, per far fronte alle nuove condizioni ambientali, ai cambiamenti nelle richieste del mercato e alle pratiche di allevamento sostenibile. La capacità delle razze di far fronte a condizioni ambientali non ottimali rappresenta un fattore determinante per il settore dell’allevamento, soprattutto nelle regioni già interessate dai cambiamenti climatici. È il caso dell’area mediterranea, dove la zootecnia risulta già colpita dai cambiamenti climatici e si prevede che la situazione peggiorerà nel prossimo futuro. La comprensione dei meccanismi genetici alla base dell’adattamento ai cambiamenti climatici rappresenta, dunque, una prerogativa importante per una zootecnia mediterranea sostenibile.

L’area mediterranea ospita diverse popolazioni animali locali che nei secoli si sono evolute in razze adattate a diversi vincoli ambientali, come siccità e stress da caldo. La loro biodiversità è un bene che può e deve essere utilizzato per identificare le basi molecolari e genetiche dell’adattamento al caldo. Pertanto, le razze ovine mediterranee rappresentano un buon modello per studiare e identificare regioni genomiche coinvolte nell’adattamento ambientale.

In questo contesto, la Penisola Italiana e le sue principali isole (Sardegna e Sicilia), caratterizzate da un clima tipicamente mediterraneo, rappresentano un ambiente geografico interessante in quanto mostrano una straordinaria eterogeneità ambientale all’interno della quale è facile identificare ambienti simili. Inoltre, sulla base delle future proiezioni climatiche, le regioni meridionali del Mediterraneo saranno le più colpite dal cambiamento climatico.

Sulla base di queste premesse, nasce il progetto con acronimo GEREMES, Genomic study of the resilience background in Mediterranean sheep breeds, finanziato nell’ambito del programma PRIN (Progetti di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale), Bando 2022, in linea con gli obiettivi tracciati dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) – Linea sud, under 40.

Il progetto vede il coinvolgimento di tre Università con gruppi di ricerca storicamente collegati alle tematiche della genetica e dei piccoli ruminati:

  1. Università di Sassari, capofila del progetto, con responsabile scientifico il dott. Alberto Cesarani;
  2. Università di Palermo, con responsabile di unità il dott. Salvatore Mastrangelo;
  3. Università del Molise, con responsabile di unità il dott. Gabriele Senczuk.

Gli obiettivi principali del progetto GEREMES sono:

  1. studiare il genoma degli ovini allevati in condizioni ambientali diverse, come ad esempio le diverse altitudini o il clima, per evidenziare regioni genomiche associate a tali caratteristiche;
  2. identificare gli indicatori di resilienza attraverso approcci multivariati e di machine learning;
  3. confrontare i dati genotipici delle razze locali allevate nel Sud Italia con razze cosmopolite e con razze locali del Nord dell’Europa.

Il progetto prevede l’uso di un approccio multidisciplinare che combina genetica quantitativa, genomica di popolazione, dati fenotipici e ambientali.

I diversi dati generati (ad esempio, spettri del latte, genotipi, variabili ambientali, record fenotipici) saranno analizzati attraverso approcci di machine learning e analisi multivariata al fine di studiare le relazioni tra i vari dati e di identificare possibili indicatori di resilienza. Tecniche analitiche saranno usate per identificare regioni che contribuiscono alla variazione fenotipica all’interno e tra le razze. Gli studi sulle differenze fra le popolazioni locali potranno fornire indicazioni e spunti per migliorare le conoscenze sulle basi genetiche coinvolte nell’adattamento ambientale. L’analisi all’interno di ciascuna razza e il confronto tra le diverse razze (tolleranti e sensibili al calore) (ad es. Nord Europa) permetterà di identificare le varianti genetiche, i geni o le vie metaboliche potenzialmente coinvolte nella tolleranza allo stress da caldo e, quindi, legate all’ adattamento.

Considerando le sfide che le specie domestiche dovranno affrontare in risposta al cambiamento climatico, l’identificazione di potenziali regioni genomiche associate a particolari condizioni ambientali è un tema di fondamentale importanza nell’ottica di una zootecnia olistica e sostenibile. Di fatti, il progetto GEREMES è strutturato su tematiche attuali che richiedono un’attenzione urgente, per fornire conoscenze innovative al fine di affrontare i problemi legati al cambiamento climatico e al mantenimento della biodiversità locale, promuovendo l’uso di razze autoctone con conseguente conservazione di paesaggi tradizionali.

Figura 1: Schema grafico del progetto Geremes, CUP J53D23013860001.

Finanziamento dell’Unione Europea – NextGenerationEU – missione 4, componente 2, investimento 1.1.

Autori

Alberto Cesarani, Università di Sassari
Salvatore Mastrangelo, Università di Palermo
Gabriele Senczuk, Università del Molise