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OGM Gli OGM sono: "un organismo, diverso da un essere umano, il cui materiale genetico è stato modificato in modo diverso da quanto avviene in natura con l\'accoppiamento e/o la ricombinazione genetica naturale." La **domesticazione delle piante** è la selezione operata dall\'uomo su un certo nu...

OGM Gli OGM sono: "un organismo, diverso da un essere umano, il cui materiale genetico è stato modificato in modo diverso da quanto avviene in natura con l\'accoppiamento e/o la ricombinazione genetica naturale." La **domesticazione delle piante** è la selezione operata dall\'uomo su un certo numero di specie vegetali giudicate più utili rispetto alla massa delle piante selvatiche, quando è iniziata l\'agricoltura. - - **CAMPO GAMMA:** nel mezzo un centro di attivazione dei raggi gamma, ai lati terrazzamenti in cui vengono coltivate diverse varietà vegetali. Attraverso i raggi gamma, si ottengono specie mutanti. Il **grano creso**, si tratta di un prodotto ottenuto dall'esposizione del grano Senatore Cappelli ai raggi gamma, ottenendo un **mutante nano,** successivamente mischiato con una varietà messicana. L'Unione Europea ha escluso l'irraggiamento dalla definizione di OGM.\ In senso stretto parliamo di **organismo geneticamente modificato quando l\'uomo interviene direttamente sul genoma**, aggiungendo o togliendo dei geni, ad esempio per renderlo immune a un pesticida. **Sono pericolosi per la salute?** Solo nella capostipite sono state indotte mutazioni attraverso irraggiamento, la linea di discendenza si è poi sviluppata come quella di qualunque altra varietà. Molte ricerche sono state finanziate dalla FAO (l'Organizzazione delle Nazioni Unite per l\'alimentazione e l\'agricoltura) alla ricerca di soluzioni innovative per contrastare la fame nel mondo e a più riprese le organizzazioni internazionali hanno dichiarato innocui gli alimenti trattati con irraggiamento. OGM in farmacia --------------- Gli organismi OGM possono essere utilizzati come strumento per la produzione di farmaci. Un esempio molto importante è l'insulina. Un tempo l'insulina veniva estratta dai cadaveri, successivamente si passò all'estrazione dal pancreas di maiale, attualmente invece si sono inseriti i geni che codificano l'insulina umana nei batteri. Questo comporta maggiore efficienza e una notevole riduzione del rischio di contaminazione da patogeni. COME SI OTTENGONO GLI OGM ============================================== Gli OGM vengono ottenuti attraverso la tecnologia del DNA ricombinante. In natura esistono barriere di specie che non consentono lo scambio di materiale genetico tra organismi appartenenti a **specie** diverse. La genetica tradizionale infatti consente di ottenere varietà diverse solamente attraverso incroci intraspecifici. La tecnica del DNA ricombinante consente di trasferire geni da un organismo ad un altro sfruttando le caratteristiche di universalità del codice genetico. Il codice genetico è infatti universale: le triplette possono essere interpretate correttamente da qualunque cellula. Con la tecnologia del DNA ricombinante seleziono il gene che mi interessa, lo estraggo e lo inserisco nell'organismo di mio interesse. METODI DI TRASFORMAZIONE DELLE CELLULE VEGETALI =============================================== La **propagazione in vitro** delle piante permette di ottenere in tempi e in spazi ristretti un gran numero di individui uguali a quelle di partenza. L'**embriogenesi somatica**, che rigenera embrioni a partire da qualsiasi tipo di cellula dei tessuti di una pianta, si basa sulla capacità dei vegetali di ricostruire l'intero organismo a partire da cellule somatiche. - *Agrobacterium tumefaciens* - Trasferimento mediato dal glicole polietilenico\ Microiniezione - Elettroporazione dei protoplasti - Biolistico La **micropropagazione** permette di ottenere individui uguali alla pianta di partenza: coltivati in brodo di coltura, i frammenti di organi di pianta posti in adatte condizioni di temperatura e umidità in presenza di alcuni ormoni vegetali formano un **callo**, ammasso di cellule indifferenziate. **CALLO GERMINATIVO** Il callo germinativo è ottenuto da espianti di tessuto vegetale. Consente: - Rigenerare l'intera pianta se messo in condizioni ambientali adeguate (micropropagazione). - Essere trattato geneticamente e poi rigenerato (micropropagazione di piante transgeniche). - Essere modificato con altri sistemi (fusione di cellule, mutazione) e poi rigenerato (micropropagazione di piante modificate). - Essere messo in un fermentatore e produrre metaboliti utili all'uomo (farmaci, essenze, pigmenti). Rigenerazione delle piante a partire dai protoplasti ---------------------------------------------------- Le cellule fogliari presentano una parete cellulare rigida. Come si fa a coltivare/ rigenerare i protoplasti? - Diffusione dalle cellule nutrici di GF che consentono lo sviluppo di microcolonie (per replicazione protoplastica). - Dalle microcolonie, trasferite su idoneo, terreno si sviluppano germogli (4 settimane) L'uso dei protoplasti è indispensabile poiché i pori della parete cellulare sono troppo piccoli per permettere con facilità il passaggio di molecole di DNA. - Glicole polietilenico è un denso polimero organiche che viene utilizzato come vettore chimico per il trasporto di DNA - Il DNA può essere veicolato all'interno del protoplasto attraverso elettroporazione. La rigenerazione di piante a partire dai protoplasti è risultata problematica nei cereali. Mais e frumento reagiscono scarsamente: piante sterili. Microiniezione -------------- Consente di iniettare direttamente nelle cellule vegetali materiale genetico estraneo attraverso un microscopio ottico e un micromanipolatore che consente di demoltiplicare i movimenti della mano. - Efficienza media - Applicazione limitata a singole cellule. - Richiede grande abilità dello sperimentatore Il sistema per microiniezione (AIS or Automated Injection System) è costituito da un microscopio invertito con un'illuminazione ad epifluorescenza. I capillari per la microiniezione sono collegati ad un sistema iniettore che applica una pressione nota e stabilita al liquido presente nel microcapillare. Sistema collegato ad un computer. Metodo biolistico (balistica + biologia) ---------------------------------------- Dei microproiettili di metallo (oro o tungsteno) vengono rivestiti con lo strato di DNA che voglio trasferire all'interno delle cellule vegetali che voglio trasformare. Successivamente questi microproiettili vengono sparati all'interno di cellule selezionate tramite particolari cannoni. VANTAGGI E SVANTAGGI - Sistema semplice ed economico. - Realizzabile sia in tessuti che in piante. - Inefficiente nel garantire la integrazione stabile del costrutto. *Agrobacterium tumefaciens* --------------------------- Il metodo più utilizzato prevede l'impiego di Agrobacterium tumefaciens è un batterio Gram- negativo, non-sporigeno e mobile, che è possibile trovare nel terreno. A*grobacterium* è uno dei più utilizzati sistemi di espressione di proteine esogene nella pianta. *Agrobacterium* selvaggio infetta naturalmente le piante dicotiledoni ed è responsabile della formazione di tumori: "galle del colletto". La patogenicità è legata al plasmide Ti. **PATOGENICITÀ** In condizioni naturali le cellule mobili di *A. tumefaciens* sono attratte da linee di ferita per **chemotassi**. I ceppi contenenti il plasmide *T~i~* rispondono agli stimoli chemiotattici in maniera più energica perché riconoscono i composti fenolici liberati dalle ferite della pianta come **acetosyringone** (10^-7^M). Questa capacità è data dal plasmide *T~i~* che presenta un gene codificante per uno specifico recettore chemiotattico che si va ad inserire nella membrana batterica ed è in grado di riconoscere le ferite. Acetosyringone gioca un ruolo determinante anche nel processo di infezione poiché ad alte concentrazioni (10^-5^ to 10^-4^ M) attiva anche i geni di virulenza (**Vir** genes) sul plasmide *T~i.~* **MECCANISMO ONCOGENO** *Agrobacterium* ha l'abilità di trasferire un particolare frammento di DNA (*T-DNA*), del plasmide *Ti*, nel nucleo delle cellule che infetta. Il T-DNA si integra stabilmente nel genoma della cellula e viene trascritto in proteine oncogene responsabili poi della formazione delle galle tumorali. Il processo di trasferimento del T-DNA è mediato da un'azione di cooperazione tra le proteine prodotte dal gene in gene VIR del plasmide. Nella pianta T-DNA produce due tipi di gene: - Oncogeni → auxine e citochine - Sintesi opine → sono escrete dalle cellule delle galle e sono utilizzate dall'Agrobacterium come fonte di Carbonio e Azoto. Nell'Agrobacterium i geni sul plasmide Ti extra T-DNA: - catabolismo opine - trasferimento del T-DNA - trasferimento per coniugazione del plasmide Gli **ormoni oncogeni** (auxine e citochine) prodotti dalle piante infettate, regolano l'equilibrio di crescita cellulare, guidano la formazione delle galle del colletto e creano un ambiente ricco di nutrienti per i batteri. Le **opine** sono l'unico derivato amminoacidico, differenti dai normali prodotti della pianta e le **agricinopine** sono gli unici derivati da zuccheri fosforilati. Questi composti possono essere utilizzati dal batterio come fonte di carbonio ed energia perché sono assenti nella pianta normale. Inoltre essi forniscono all'*Agrobacterium* una risorsa di cibo che altri batteri non sono in grado di utilizzare. **AGROBACTERIUM IN INGEGNERIA GENETICA** Si esprime solo nella pianta e non ha alcuna funzione durante il processo di trasferimento. È fiancheggiato da dei "bordes" di 25bp ripetitive, che hanno un'azione di segnale per il complesso sistema di trasferimento genico → qualunque gene esogeno tra i T-DNA bordes può essere trasferito ed espresso all'interno della pianta. **CULTURE IN VITRO:** - - - - - - - GENOME EDITING TECNICHE DI EVOLUZIONE ASSISTITA (TEA) ===================================================== Le piante geneticamente modificate si possono dividere in piante di: - **Prima generazione** → piante geneticamente modificate per input traits, attraverso l'introduzione di geni che conferiscono: - Resistenza agli stress abiotici (freddo, caldo, salinità, siccità, erbicidi) - Resistenza agli stress biotici (virus, batteri, funghi, nematodi, insetti) - **Seconda generazione** → piante geneticamente modificate per output traits. Queste introducono: - Nutrienti e nutraceutici - Fibre e polimeri - Enzimi - Molecole farmaceutiche Prima generazione di piante geneticamente modificate: ----------------------------------------------------- - Pomodoro Flavr-savr - Mais BT - Soia resistenze agli erbicidi *Pomodoro Flavr savr* --------------------- Il pomodoro flavr savr è stato storicamente **il primo OGM** ad essere commercializzato ed autorizzato per il consumo umano. Il pomodoro flavr-savr avevo lo scopo di rallentare il processo di maturazione, caratterizzata da: - **Incremento della Poligalatturonasi** (PG), un enzima che degrada la pectina, determina l'ammorbidimento dei frutti (minore vita commerciale, danneggiamenti da muffe). - Trasformazione cellulosa in zuccheri Il rammollimento dei pomodori è causato da un enzima, la poligalatturonidasi che degrada le pectine costituenti la parete cellulare. **[Imprevisti:]** - Varietà iniziale di Pomodoro: poco produttiva e di qualità non eccellente - Mancanza di supporto dei processi agricoli (agricoltori scoraggiati) - Il pomodoro maturo durava più a lungo ma restava comunque fragile come un pomodoro maturo tradizionale e le attrezzature studiate ed evolute per la raccolta ed il trattamento di un pomodoro raccolto verde dovevano essere adattate alle nuove varietà. - Necessità di investimenti e il conseguente rialzo di costo del prodotto al punto vendita che andava troppo fuori mercato. - All'inizio le vendite furono importanti ma poi i vantaggi per il consumatore non superarono la diffidenza verso il «nuovo» La FDA ha dichiarato che non era necessaria un\'etichettatura speciale per questi pomodori modificati perché hanno le caratteristiche essenziali dei pomodori non modificati. In particolare, non c\'erano prove di rischi per la salute e il contenuto nutrizionale è rimasto invariato. Piante tolleranti agli erbicidi ------------------------------- L'impiego di **erbicidi** è considerato insostituibile in agricoltura moderna. Garantisce ad ogni pianta il giusto spazio vitale e l'assenza di competizione da parte delle infestanti si mettono le basi per una produzione di qualità in quantità. Un erbicida deve avere le seguenti proprietà: - - - - **[GLIFOSATO: ]** - 1950: il glifosato fu scoperto Henry Martin. Non pubblicato. - 1970: fu poi riscoperto nell\'ambito di una ricerca sugli addolcitori d\'acqua condotta dalla Monsanto. - L\'uso del glifosato in agricoltura è stato approvato per la prima volta negli anni 70. - Cadde in disuso per molti anni per via della bassa selettività. - 2000: Il suo uso ha conosciuto un grande impulso per via dell\'associazione con colture di cultivar transgeniche in cui era stata indotta la resistenza al glifosato. Questo, in associazione con la bassa tossicità per l\'uomo, ha determinato il grande successo commerciale del prodotto e ne ha fatto l\'erbicida dall\'impiego più diffuso al mondo. Sono erbicidi molto attivi, con un favorevole profilo tossicologico, basso impatto ambientale ma per nulla selettivi. Inattiva l'enzima **EPSP sintasi** 5-enolpiruvil shikimato-3- fosfato sintasi → il glifosato inibisce la sintesi degli amminoacidi aromatici (essenziali per la pianta). - È letale per tutti i tipi di piante - È assorbito attraverso le foglie e i tessuti giovani del fusto e trasportato in tutta la pianta - Non è assorbito dalle radici - Viene degradato nel terreno - Può essere usato in pre-emergenza o come essiccante se applicato poco prima del raccolto ***Soia Roundup Ready*** Roundup è il nome dell'erbicida commercializzato da Monsanto. La prima coltura resistente al Roundup (glifosato) fu la soia, poi seguirono cotone, mais, colza. Il **glifosato** inibisce l'enzima EPSPS essenziale per la sintesi degli aminoacidi aromatici nelle piante. **Come è stata ottenuta?** Introduzione di un gene EPSPS mutato (funziona anche in presenza di glifosato): 1. Estrazione del gene CP4 EPSPS da un ceppo selvaggio di Agrobacterium insensibile all'azione del glifosate. 2. Gene è stato trasferito nelle piante di soia mediante METODO BIOLISTICO **Sicurezza?** EPSPS è presente nelle piante superiori, nei batteri, nei funghi ma non negli animali, i quali si riforniscono di aminoacidi aromatici con l'alimento → bassa tossicità **Vantaggi e sostenibilità** Una cultura commercialmente resistente all\'erbicida consente di utilizzare le erbicida nella fase di germinazione in modo mirato e a costi ridotti per il minore impiego dello stesso. Si ottiene così: - Risparmio e maggiore resa - Risparmio idrico (piante più efficienti) Tale erbicida riduce la necessità di un maggior numero di trattamenti spray con erbicidi che distruggono solo una o poche specie di infestanti. Risparmio di migliaia di tonnellate di erbicidi (soprattutto in pre- emergenza, i più pericolosi per l'ambiente) Riduzione della quantità di carburanti utilizzati per l'applicazione dei trattamenti diserbanti Piante resistenti agli insetti ------------------------------ *Piralide* - Durante la stagione estiva esistono due o tre generazioni di piralide. - Le larve della piralide svernano nel fusto, nelle spighe, e negli stocchi del mais. - In primavera fuoriescono si accoppiano e depongono le uova sulla pagina inferiore delle foglie del mais. - Dalle uova schiuse escono delle larve che scavano dei tunnel nel fusto di cui si nutrono. Durante la singola stagione gli agricoltori devono combattere due o tre generazioni di piralide. - Durante la crescita delle piante - Dopo la raccolta L'impiego di insetticidi per combattere la piralide è sconsigliato per: - Mancanza di specificità - Inquinamento - Costi diretti e indiretti I fori della piralide costituiscono la via di accesso preferenziale per alcuni funghi parassiti. *Fusarium e Gibber*ella sono produttori di micotossine. Fori e rosure sull'apparato fogliare, sull'infiorescenza maschile, gallerie nello stocco, del tutolo e della pannocchia, generano minore produzione e minore quantità. ***Mais BT*** - Il ***Bacillus thuringiensis*** è un batterio che si sviluppa spontaneamente nel terreno. - Produrre una **PROTEINA "CRY**" che è in grado di agire sull'apparato digerente della piralide impedendole l'assunzione di alimento. - Infatti le "**CRY PROTEINS**", che sono attivate a **tossine** da specifici enzimi che si trovano nell'apparato digerente di questi insetti, aderiscono alle membrane delle cellule intestinali causandone la rottura. - La piradide muore in 72 ore. ***Bacillus thuringiensis*** (Bt) produce delle inclusioni cristalline durante la sporulazione. - Le "Cry toxins" sono sintetizzate come protossine durante la sporulazione - Una volta ingerite dalle larve della pirilide le "crystal proteins" sono solubizzate dall'ambiente alcalino - Le proteinasi prodotte dall'intestino degli insetti determinano il rilascio del frammento - Le tossine si legano ad uno specifico recettore delle cellule bersaglio intestinali. - Questo legame causa la formazione di pori che determina la lisi osmotica delle cellule intestinali della piralide. ***BACILLUS THURINGIENSIS* E AGRICOLTURA BIOLOGICA** Si tratta di un batterio sporigeno, insetticida "biologico" più ampiamente utilizzato da circa 50anni. [Vantaggi nell'uso del *Bacillus thuringiensis*] - Pericoli trascurabili per l'uomo - Il batterio può essere usato fino al momento del raccolto - Non ci sono periodi di attesa dal momento della applicazione al momento di rientro sul campo - I differenti ceppi sono classe-specifici, questo significa che gli insetti "utili" e insetti non-target non sono colpiti - Gli insetti che hanno ingerito il batterio, e quindi destinati a morire o già morti, non sono considerati pericolosi per gli uccelli o altri animali - Non sono conosciuti effetti tossici del batterio sulle piante su cui è applicato; il batterio non è considerato pericoloso per l'ambiente ***Mais Maisgard (stress biotici)*** 1. Isolamento del gene codificante la proteina crystal dal Bacillus thuringiensis 2. Inserimento del gene nei tessuti vegetali di piante di mais. 3. Selezione e moltiplicazione delle cellule che hanno acquisito stabilmente il gene sino alla rigenerazione della pianta. 4. La proteina Bt è presente in tutti i tessuti di cui la piralide si nutre ***Mais Maximizer (stress biotici e abiotici)*** È in grado di proteggersi dalla pirilide. Possiede due geni particolari: - **Gene Bt:** permette al mais di sintetizzare la proteina CRY, letale per la pirilide - **Gene BAR**: permette la tolleranza al glufosinate (secondo marcatore), la pianta diventa più tollerante agli ibridi normali al diserbante. Le lesioni del tessuto vegetale ad opera di insetti sono i punti iniziali per la penetrazione fungina, per questo il mais Bt è meno suscettibile all'attacco fungino. Seconda generazione di piante geneticamente modificate: ------------------------------------------------------- ***Golden rice*** Ottimizzao per l'espressione dei carotenoidi (gene dal mais) 70 grammi di riso dovrebbero essere sufficienti a coprire il 50% del fabbisogno giornaliero di vitamina A. La varietà di riso è già stata autorizzata negli Stati Uniti, Canada e Australia. ***Artic Apple*** **Polyphenol oxidase** (PPO) è responsabile dell\'imbrunimento enzimatico delle mele. Le mele prive di attività PPO potrebbero essere un\'idea per prevenire il processo di browing. - Riduzione dell\'attività di **PPO** mediante l\'espressione di un costrutto di RNA che innesca la formazione di RNA a doppio filamento (dsRNA) e induce l\'interferenza dell\'RNA, sopprimendo l\'espressione di PPO. - Strategia → silenziamento genico post-trascrizionale del transgene - Il transgene soppressore PPO è stato espresso ubiquitariamente sotto il controllo del promotore 35S (CaMV 35S). La mela artica è un prodotto della trasformazione mediata da Agrobacterium ed è quindi classificata come OGM, prodotta in Canada nel 2017. ***Amflora potato*** Le patate contengono due forme di amido: amilopectina = 80% e amilosio = 20% - L\'amilopectina è responsabile delle utili proprietà industriali dell\'amido (adesivi, tessuti, carta, ecc.) - L\'amilosio forma un gel che rende l\'amido di patate meno stabile e più difficile da utilizzare per scopi industriali**.** Le patate Amflora sono state geneticamente modificate per produrre solo amilopectina inibendo l\'enzima che produce amilosio. Le patate Amflora possiedono una copia antisenso del gene responsabile della produzione di amilosio. Questo gene antisenso sintetizza una sequenza di mRNA complementare che si lega alla normale sequenza di mRNA. Di conseguenza, il gene responsabile della produzione di amilosio non viene tradotto e la patata produce solo amilopectina. - Amflora è stata sviluppata silenziando l\'espressione della proteina amido sintasi (GBSS), utilizzando una strategia antisenso per eliminare l\'espressione dell\'amilosio. - Come marcatore selezionabile è stato utilizzato un gene che conferisce resistenza alla kanamicina (nptII). - Nel 2005 l'EFSA ha fornito una opinione positiva: la patata Amflora è tanto sicura quanto una patata convenzionale - Nel 2009 in Europa ci sono state 285 prove in campo aperto di patate transgeniche (non solo Amflora) principalmente in Germania, Olanda e Gran Bretagna - Mentre si attendeva l'approvazione gli scienziati del Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology sono riusciti a silenziare il gene dell'amilosio della patata, con GENE-EDITING (CRISPR-CAS 9). - Non è tecnologia del DNA ricombinante (per un po' di anni non è stato considerato un OGM). **The International Society for Plant Molecular Farming** L\'agricoltura molecolare medica è definita come la produzione di proteine o altri metaboliti utili per la medicina in piante tradizionalmente utilizzate in ambito agricolo. Le piante sono state prese in considerazione come via genetica alternativa per la produzione di molecole di interesse farmaceutico. **VACCINI EDIBILI**: sono piante transgeniche/xenogeniche che esprimono nei loro tessuti edibili parti di microrganismi (antigeni) in grado di indurre una risposta immunitaria specifica (mucosale) nell'animale dopo somministrazione orale. Molte piante sono state identificate e studiate per il vaccino commestibile che è stato trasformato per esprimere l\'antigene per molte malattie. [PATATA] Diversi esperimenti hanno utilizzato la patata vegetale, ma la patata potrebbe non essere la scelta ideale per i vaccini commestibili, poiché la frittura o la bollitura degradano alcune proteine antigeniche. [RISO/MAIS] Il riso e il mais sono cereali di base in molti Paesi. Il motivo principale per cui il riso e il mais sono interessanti come candidati vaccini commestibili è che possono essere conservati senza refrigerazione per un periodo di tempo molto lungo. Lo svantaggio dei cereali è che richiedono tempi relativamente lunghi e condizioni perfette per la loro crescita. [POMODORO] Il pomodoro è un\'altra pianta ampiamente utilizzata e rappresenta una scelta popolare per l\'uso come vaccino commestibile. Cresce in tempi relativamente brevi e ha un buon sapore, quindi ha una gamma più ampia di consumatori. Lo svantaggio principale del pomodoro è che si deteriora rapidamente dopo la maturazione. **Vaccini edibili per la salute intestinale del suinetto** È stato scoperto che miscele di semi di tabacco ingegnerizzati come vaccino orale, sono in grado di combattere infezioni da Escherichia coli. L\'inclusione dei semi di tabacco nella dieta dei suinetti è stata in grado di coprire il fabbisogno nutrizionale dei suinetti svezzati senza influenzare la crescita, l\'efficienza alimentare e i parametri metabolici. I fattori di virulenza -- antigeni sono: - F18 (VTEC-ETEC) - F4 (ETEC) - SUBUNITA' B VTe2 Questa tecnologia consente: - Somministrazione - Immunità muconasale - Sicurezza - Economicità - Facile stoccaggio - Stabilità OGM E SOSTENIBILITÀ DELLE PRODUZIONI ANIMALI ============================================ LA RESA è la valutazione più comunemente adottata per esprimere la produzione vegetale ( e anche animale). Rapporto tra la quantità globale del prodotto utile e la superficie sulla quale è stato ottenuto. Rappresenta il prodotto medio (numero, q etc\...) dell'unità di superficie. In alcuni casi l\'unità di misura della resa può essere data dal numero di fiori, di steli, di foglie, di unità foraggere, ecc. La scarsità d'acqua oggi è un problema: - **2020:** necessità di 43% di acqua in più (competizione tra agricoltura e usi civili) - **OGGI**: oltre 1 miliardo di persone nel mondo hanno oggi scarsità d'acqua - **2025**: 3 miliardi di persone avranno scarsità d'acqua Il consumo idrico del mais è di circa 300 LITRI di acqua per kg di sostanza secca. Per una produzione totale di 20t a ettaro, l'acqua è 6000m^3^ a ettaro. In Italia, solo con l'irrigazione si può soddisfare questo consumo.\ I danni da stress idrico si verificano in particolare alla fioritura. In questo periodo le perdite sono il 50%. Il periodo + importante è quello da 2 settimane prima della fioritura a circa a 2 mesi dopo. **La pianta ideale** - Ottimizzazione processi fotosintetici (C4) Elevata biomassa - Tollerante a stress biotici (parassiti, batteri, virus etc) e abiotici (caldo/freddo etc.) - Fissatrice di azoto Radici ben sviluppate - Ridotta concentrazione di antimetaboliti, fattori antinutrizionali e biofortificata - Caratteristiche nutrizionali migliorate Nuove specie