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VOLUME 24 - SUPPL 1 to No. 1 - MARCH 2012 

TIPIZZAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI VARIETÀ PRECOCI 

DI PATATA CON L’IMPIEGO DI TECNICHE MOLECOLARI 

E SPETTROSCOPICHE

MINERVA BIOTECNOLOGICA 

Vol. 24 Marzo 2012 Suppl. 1 al Numero 1 

1 

Presentazione 

Carputo D. 

TIPIZZAZIONE E CARATTERIZZAZIONE 

DI VARIETÀ PRECOCI DI PATATA 

CON L’IMPIEGO DI TECNICHE 

MOLECOLARI E SPETTROSCOPICHE 

INDICE 

3 

ARTICOLI ORIGINALI 

Utilizzazione di marcatori molecolari SSR e AFLP per l’identificazione varietale in patata 

Villano C., Aversano R., Frusciante L., Garramone R., Iorizzo M., Carputo D. 

11 

Strumenti di genomica funzionale per la tipizzazione dell’origine di coltivazione della patata 

Onofri C., Pacifico D., Ostano P., Mello-Grand M., Ghimenti C., Parisi B., Mandolino G. 

23 

Progettazione e sintesi di DNA ricombinante come standard per la determinazione quantitativa di ingredienti 

geneticamente modificati in alimenti 

Cirillo A., Del Gaudio S., Di Bernardo G., Gaglione F., Galderisi U., Cipollaro M. 

35 

La proteomica quale strumento di tipizzazione di cultivar precoci di patata 

Scelza R., Russo F., Gianfreda L., Rao M. A. 

Vol. 24 - Suppl. 1 al N. 1 MINERVA BIOTECNOLOGICA VII

INDICE 

43 

Studio dei metaboliti secondari di varietà precoci di Solanum tuberosum 

Lepore L., Pesca M., De Tommasi N., Carputo D., Dal Piaz F. 

51 

Definizione di una firma “geochimico-mineralogica” dei suoli destinati alla produzione della patata precoce 

Vingiani S., Zampella M., Minieri L., Terribile F., Adamo P. 

61 

Indagine sullo stato fitosanitario delle produzioni di varietà precoci di patata da consumo 

Sigillo L., Serratore G., Spina V., Senape V., Bravi R. 

71 

Costi e benefici di un programma di tracciabilità per la filiera della patata precoce italiana 

Lombardi P., Caracciolo F., Cicia G., Cembalo L., Colantuoni F., D’amico M., Del Giudice T., Maraglino T., Menna C., Panico T., 

Sannino G., Tosco D. 

VIII MINERVA BIOTECNOLOGICA Marzo 2012

MINERVA BIOTEC 2012;24(Suppl. 1 al N. 1):1 

Presentazione 

D. CARPUTO 

Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta, dell’Ambiente e delle Produzioni Animali 

Università degli Studi di Napoli Federico II, Napoli, Italia 

La tipicizzazione delle produzioni ha assunto oramai il ruolo di fattore produttivo vero e proprio, in 

quanto strumento per prevenire le frodi, garantire la sicurezza e valorizzare le produzioni. Essa consente 

di guidare il consumatore nelle scelte, di fornire un riferimento preciso sulla provenienza e/o sulla 

composizione di ciò che è acquistato, di effettuare azioni di prevenzione di tipo sanitario, di conoscere i movimenti 

commerciali e di avere riferimenti precisi sull’origine dei prodotti movimentati. Con il regolamento 

178/2002, l’Unione Europea ha stabilito in maniera chiara i principi e i requisiti generali della legislazione 

alimentare e ha altresì definito i concetti di tracciabilità e rintracciabilità. In coerenza con le politiche 

europee e nazionali, nel 2007 il MiPAAF ha finanziato il Progetto speciale triennale “Tipicizzazione e 

caratterizzazione di varietà precoci di patata con l’impiego di tecniche molecolari e spettroscopiche” (TIPI- 

PAPA). L’interesse delle istituzioni nazionali nei confronti della patata, e in particolare di quella precoceextrastagionale 

a ciclo vernino-primaverile, deriva dalla necessità di valorizzare e proteggere questo tipo di 

produzione, che può essere molto remunerativo. 

Questo supplemento di Minerva Biotecnologica propone una sintesi dei risultati più significativi ottenuti 

dagli otto gruppi di ricerca che, con un approccio multidisciplinare, hanno operato nell’ambito del Progetto 

TIPIPAPA. Per il raggiungimento dei suoi obiettivi il progetto si è avvalso di metodologie molecolari, proteomiche, 

chimiche e biochimiche avanzate che hanno consentito non solo la messa a punto di un sistema 

di tracciabilità integrato, affidabile e sicuro, ma anche la determinazione di importanti aspetti qualitativi 

legati alla produzione pataticola. Il progetto ha previsto anche lo screening dello stato fitopatologico degli 

areali di coltivazione tipici delle tre regioni nonché lo studio economico dei costi-benefici di un sistema di 

tracciabilità nella filiera della patata extra-stagionale. Nel suo insieme questa raccolta di contributi costituisce 

un utile riferimento per tutti coloro che, da differenti punti di vista (ricerca sperimentale, commercializzazione, 

prevenzione frodi, etc.), operano nel settore. Dai risultati emerge fortemente l’opportunità di 

approfondire in futuro i metodi di tracciabilità proposti allargandone l’impiego anche ad altre colture. Le 

strategie e gli approcci utilizzati nelle ricerche qui presentate potranno infatti essere estesi anche ad altre 

colture per le quali è necessario salvaguardare la territorialità, la tradizionalità e la tipicità italiana. 

Nel presentare questo supplemento è d’obbligo ringraziare tutti quelli che hanno contribuito alla realizzazione 

di questo progetto: il MiPAAF, che ha finanziato TIPIPAPA; i Dr. A. Ierna e L. Tedone, che hanno 

collaborato alle attività di campionamento in Sicilia e in Puglia; le aziende agricole, che hanno fornito informazioni 

e i campioni di tuberi e suolo; un ringraziamento particolare, infine, ai tanti giovani ricercatori 

che hanno preso parte alle attività sperimentali delle singole unità di ricerca. 

Il Coordinatore del Progetto 

Domenico Carputo 

Autore corrisponderei contatto: D. Carputo, Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta, dell’Ambiente e delle Produzioni Animali, Università 

degli Studi di Napoli Federico II, (DiSSPAPA), Via Università 100, 80055 Portici, Napoli, Italia. E-mail: carputo@unina.it 

Vol. 24 - Suppl. 1 al N. 1 MINERVA BIOTECNOLOGICA 1

ARTICOLI ORIGINALI 

MINERVA BIOTEC 2012;24(Suppl. 1 al N. 1):3-10 

C. VILLANO, R. AVERSANO, L. FRUSCIANTE, R. GARRAMONE, M. IORIZZO, D. CARPUTO 

Obiettivo. La tracciabilità dei prodotti alimentari tramite 

la caratterizzazione varietale delle produzioni 

agricole è uno degli aspetti di maggior rilievo nel campo 

della valorizzazione del patrimonio agroalimentare 

italiano e della tutela del consumatore. Le moderne 

tecniche di biologia molecolare offrono strumenti analitici 

di grande efficacia nell’identificazione varietale. 

Tra i prodotti caratteristici dell’agricoltura italiana, la 

patata precoce, coltivata tipicamente in Campania, Puglia, 

Sicilia e Sardegna, riveste un ruolo di primaria 

importanza, ma è oggetto di frodi alimentari tramite il 

supplemento di materiale proveniente dall’Africa settentrionale 

o da Cipro. L’obiettivo di questa ricerca è 

stato l’ottenimento di un fingerprinting molecolare di 

varietà di patata comunemente utilizzate per la produzione 

extrastagionale. 

Metodi. Il materiale genomico è stato estratto dai tuberi 

di 22 varietà, raccolte nelle zone di origine, e analizzato 

con otto microsatelliti e cinque combinazioni 

di primer AFLP. 

Risultati. Dal confronto dei profili allelici è risultato 

che il numero minimo di loci SSR necessario per distinguere 

le varietà analizzate è stato cinque (STI0032, 

STG0001, STI0012, STM5127 e STM1106). L’analisi 

AFLP, invece, ha permesso di individuare 83 frammenti 

specifici per le quattro varietà maggiormente coltivate 

nei cicli extrastagionali e, in particolare, 34 per 

Sieglinde, 23 per Spunta, 15 per Elvira e 11 per Agria. 

Conclusione. In conclusione, è stato possibile sviluppare 

nuovi marcatori molecolari specifici di varietà di 

patata precoce, utili per la tracciabilità molecolare e 

per garantire la veridicità delle indicazioni presenti 

sulle etichette dei prodotti. 

Parole chiave: Microsatelliti - Tracciabilità - Fingerprinting. 

Autore di contatto: D. Carputo, Dipartimento di Scienze del Suolo, 

della Pianta, dell’Ambiente e delle Produzioni Animali, Università degli 

Studi di Napoli Federico II, (DiSSPAPA), Via Università 100, 80055 Portici, 

Napoli, Italia. E-mail: carputo@unina.it 

Utilizzazione di marcatori molecolari SSR e AFLP 

per l’identificazione varietale in patata 

Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta, 

dell’Ambiente e delle Produzioni Animali 

Università degli Studi di Napoli Federico II, Napoli, Italia 

I n un contesto di produzioni standardizzate per 

mercati sempre più di massa e globali, l’agricoltura 

è diventata “anonima” e il consumatore non 

conosce né l’origine degli alimenti, né le imprese 

produttrici. La creazione di marchi di qualità da parte 

dell’Unione Europea si è rivelata uno strumento 

efficace per proteggere il patrimonio agroalimentare 

italiano e tutelare il consumatore nella conoscenza 

dei prodotti tipici con forte valenza territoriale 

e grande tradizionalità. La tipicizzazione delle produzioni 

agricole, in tal senso, è uno degli aspetti di 

maggior rilievo nel campo della valorizzazione dei 

prodotti alimentari, nonché della prevenzione delle 

frodi e della sicurezza alimentare 1. Essa è indispensabile 

per qualsiasi politica di qualità, dalle produzioni 

a denominazione d’origine ai prodotti tradizionali. 

Le produzioni di Qualità sono controllate a 

livello comunitario e nazionale. Fra le più importanti 

si possono ricordare le Indicazioni Geografiche 

(IGP) e le Denominazioni di Origine Protetta (DOP), 

regolamentate dal reg. CEE 2081/92, le Attestazioni 

di Specificità dal reg. CEE 2082/92 e i disciplinari 

DOC/DOCG/IGT. L’Unione Europea ha messo in 

atto numerose iniziative finalizzate al miglioramento 

della tracciabilità delle produzioni agroalimentari. 

Le moderne tecniche di biologia molecolare offrono 

strumenti analitici di grande efficacia nell’identificazione 

di varietà ai fini della tracciabilità. In particolare, 

le tecniche basate sull’analisi del DNA presentano 


VILLANO UTILIZZAZIONE DI MARCATORI MOLECOLARI SSR E AFLP PER L’IDENTIFICAZIONE VARIETALE IN PATATA 

molti vantaggi rispetto ai metodi tradizionali basati 

sulla valutazione di caratteri morfologici e biochimici, 

soggetti all’influenza delle condizioni ambientali 

e utilizzabili solo su prodotti non processati. Esse 

consentono di identificare i cosiddetti marcatori 

molecolari, sequenze di DNA che caratterizzano 

in modo inequivocabile un organismo. Basandosi 

direttamente su differenze (polimorfismi) nella sequenza 

nucleotidica del DNA, i marcatori molecolari 

non presentano effetti epistatici o pleiotropici e 

non soffrono l’interferenza dell’ambiente. Essi sono 

distribuiti lungo tutto il genoma e ciò permette di 

distinguere anche individui geneticamente simili e 

fenotipicamente indistinguibili. La maggior parte di 

essi è basata sull’uso della tecnica denominata polymerase 

chain reaction (PCR), che consente di amplificare 

milioni di volte, e in poche ore, sequenze 

specifiche di DNA. La PCR è un processo esponenziale 

molto sensibile; generalmente un quantitativo 

necessario di prodotto amplificato è ottenuto dopo 

soli 30 cicli di amplificazione. Tra i marcatori maggiormente 

impiegati figurano gli AFLP (Amplified 

Fragment Length Polymorphism) e gli SSR (Simple 

Sequence Repeat), vantaggiosi nella caratterizzazione 

varietale (fingerprinting) e individuale (genotyping) 

grazie all’elevato grado di polimorfismo in 

grado di essere rilevato da entrambi 2. 

Tra i prodotti dell’agricoltura italiana, la patata riveste 

un ruolo di primaria importanza. In Italia, grazie 

alle condizioni ambientali riscontrabili in alcune 

aree costiere meridionali, è possibile usufruire 

di una produzione di tuberi pressoché ininterrotta 

durante tutto l’anno differenziata in tre raccolti: patata 

comune (da giugno a ottobre) e patata extrastagionale, 

che può essere bisestile (da dicembre a 

febbraio) o precoce (da marzo a giugno). La quota 

principale del prodotto nazionale è costituita dalla 

patata comune, molto diffusa nelle regioni settentrionali, 

mentre tipica coltura remunerativa dell’Italia 

meridionale è la patata precoce, coltivata soprattutto 

in Campania, Sicilia, Puglia e Sardegna per le sue 

peculiari esigenze climatiche. Queste quattro regioni 

italiane coltivano il 93% della superficie nazionale 

e danno luogo al 94% della produzione complessiva 

di patata precoce. Dagli anni Ottanta a oggi, 

la Sicilia ha aumentato le proprie superfici coltivate 

di circa il 50%, diventando la regione leader nella 

coltivazione della patata precoce con i suoi quasi 

10000 ha, pari a metà dell’intera superficie nazionale. 

Le produzioni unitarie hanno manifestato un 

rilevante incremento passando da 16 t/h del triennio 

1987-1989 alle 21 t/h dell’ultimo triennio 2007-2009 

(dati ISTAT). La produzione extrastagionale precoce 

è considerata un prodotto tipico con caratteristiche 

qualitative peculiari, come il basso contenuto di sostanza 

secca. Essa ha anche caratteristiche culinarie 

speciali che hanno indotto il Ministero delle politiche 

agricole alimentari e forestali a inserire alcune 

di queste produzioni in un elenco di prodotti tipici 

(http://www.politicheagricole.it/flex/cm/pages/ServeBLOB.php/L/IT/IDPagina/202), 

tra essi la patata 

novella Sieglinde di Galatina, della quale è in corso 

il riconoscimento della DOP da parte della’Associazione 

produttori “Patate di Galatina” con la sede 

nel comune di Alliste (LE). L’esigenza dell’identificazione 

varietale nasce anche dal fatto che nella 

produzione nazionale talvolta è presente materiale 

proveniente dall’Africa settentrionale o da Cipro. 

Per valorizzare e, allo stesso tempo, salvaguardare 

la produzione nazionale occorre dunque definire 

un sistema di tracciabilità affidabile, ossia capace di 

fornire al consumatore le informazioni sul prodotto 

acquistato, tutelando, allo stesso tempo, i produttori 

pertinenti ai Consorzi di produzione tipica. 

Obiettivo di questa ricerca è stato quello di effettuare 

un fingerprinting molecolare di varietà di patata 

comunemente utilizzate per la produzione precoce. 

I marcatori utilizzati hanno permesso l’identificazione 

di alleli polimorfici tra le varietà analizzate, 

confermando la validità degli strumenti genomici 

nell’autenticazione varietale. 

Materiali e metodi 

Materiale vegetale 

Sono state utilizzate ventidue varietà di patata, delle 

quali sette (Agata, Agria, Antea, Arinda, Elvira, 

Sieglinde e Spunta) raccolte presso tredici aziende 

agricole site in Campania, Puglia e Sicilia (Italia) e 

quindici (Arrow, Asterix, Badia, Bartina, Dayana, 

Elfe, Frisia, Inova, Liseta, Marabel, Primura, Terragold, 

Veronie, Vivaldi e Volumia) provenienti dalla 

banca del germoplasma del DiSSPAPA. 

Isolamento del DNA e analisi molecolari 

Per ciascuna varietà, il DNA è stato estratto da tre 

repliche biologiche di tuberi a maturità fisiologica 

previamente liofilizzati, seguendo il protocollo di 

Wulff et al. 3 Il DNA totale è stato analizzato con otto 

4 MINERVA BIOTECNOLOGICA Marzo 2012

UTILIZZAZIONE DI MARCATORI MOLECOLARI SSR E AFLP PER L’IDENTIFICAZIONE VARIETALE IN PATATA VILLANO 

microsatelliti di tipo SSR (Simple Sequence Repeats) 

(Tabella I), scelti dalla banca dati SSR di patata del 

Centro Internazionale della Patata (http://research. 

cip.cgiar.org/confluence/display/IPD/SSR+Marker). 

La reazione PCR è stata realizzata in un volume finale 

di 20 μL contenente 20 mM Tris pH 8.4, 50 mM 

KCl, 1,6 mM MgCl 2, 0,2 mM dNTPs, 0,4 μM primer 

forward marcato 5’-Hex (esa-cloro-6-carbossifluoresceina) 

o 5’-Fam (6-carbossifluoresceina), 0,4 μM 

primer reverse, 1 unità di Taq polimerasi (Invitrogen 

Life Technologies) e 30 ng di DNA. Il ciclo di 

amplificazione PCR utilizzato è stato realizzato seguendo 

le seguenti tre fasi: 1) cinque cicli di tipo 

touch down (con decremento della temperatura di 

annealing di 1°C ad ogni ciclo di amplificazione) a 

94 °C per 45s, Ta °C + 5 °C per 60s, 72 °C per 30s; 

2) 30 cicli di amplificazione a 94 °C per 45s, Ta °C 

per 60s, 72 °C per 30s; 3) una fase di elongazione 

finale a 72 °C per 20 min. I profili SSR sono stati 

analizzati tramite elettroforesi capillare con il Genetic 

Analizer 3130 (Applied Biosystems) utilizzando 

il programma Peak Scanner versione 1.0 (Applied 

Biosystems). Per verificare la riproducibilità dei dati 

ottenuti, tutti gli esperimenti sono stati compiuti in 

triplicato. Le varietà Agria, Elvira Sieglinde e Spunta 

sono state sottoposte a genotipizzazione anche 

mediante l’AFLP Analysis System-I (Invitrogen Life 

Technologies), cui sono state apportate alcune modifiche. 

Il DNA genomico (125 ng) è stato digerito 

in una miscela di reazione contenente due enzimi di 

restrizione EcoRI e MseI. La miscela è stata incubata 

a 37 °C per una notte e, in seguito, a 70 °C per 15 

min per l’inattivazione delle endonucleasi di restrizione. 

Il DNA digerito è stato miscelato agli adattatori 

oligonucleotidici EcoRI e MseI e alla T4 DNA ligasi 

(Invotrogen Life Technologies), quindi incubato per 

2 ore a 20°C. Per la reazione di pre-amplificazione, 

20 μl di ligato diluito 1:10 e primer di pre-amplifica- 

zione EcoRI e MseI sono stati sottoposti al seguente 

programma di amplificazione: 20 cicli a 94 °C per 

30s, 56 °C per 60s e 72 °C per 60s. I prodotti della 

reazione sono stati diluiti 1:30 con TE 1x. Per l’amplificazione 

selettiva la miscela di componenti di reazione 

(20 µl) è stata preparata utilizzando i primer 

EcoRI marcati con i fluorocromi Hex o Fam, 4,5 µl 

di primer MseI, 1U di Taq polimerasi, 20 mM Tris pH 

8.4, 50 mM KCl, 1,6 mM MgCl 2, 0,2 mM dNTPs e 5 

µl di DNA pre-amplificato diluito 1:30. La reazione 

di amplificazione PCR ha previsto 1 ciclo di 94 °C 

per 30s, 65 °C per 30s, 72 °C per 60s, 12 cicli di tipo 

touch-down con decremento della temperatura di 

annealing di 0.6 °C per ciclo, e 23 cicli a 94 °C per 

30s, 56 °C per 60s e 72 °C per 60s. Il prodotto della 

reazione d’amplificazione è stato diluito con un fattore 

di diluizione 1:5 e miscelato con il GeneScan 

500 ROX Size Standard (Applied Biosystem). Complessivamente, 

le amplificazioni selettive sono state 

condotte con cinque combinazioni di primer Eco- 

RI e MseI: E-ACT/M-CAT; E-ACT/M-CTT; E-AGC/M- 

CTT; E-AGC/M-CTA e E-AGC/M-CTG. I profili AFLP 

sono stati analizzati tramite elettroforesi capillare 

con Genetic Analizer 3130 (Applied Biosystems) 

utilizzando il programma Gene Mapper versione 4.0 

(Applied Biosystems). 

Analisi dei dati 

Tutte le varietà che hanno mostrato un unico allele 

SSR amplificato sono state considerate omozigoti 

per il locus corrispondente. Per ogni microsatellite 

sono stati individuati il numero di alleli effettivi, 

l’eterozigosità e il potere di discriminazione. In particolare, 

l’eterozigosità (H) è stata calcolata mediante 

la formula Neis 4: 

H=n*(n−1)*(1−∑P 2) i 

dove Pi è la frequenza dell’allele i e n è il numero di 

Tabella I.


alleli. Il potere di discriminazione (PD) per ogni locus 

è stato calcolato mediante la seguente formula: 

PD=1−∑P i 2 

dove P i è la frequenza del genotipo i. I dati ottenuti 

dalla lettura dei profili elettroforetici sono stati 

immessi in una matrice binaria riportante per 

ciascun campione, l’assenza (0) e la presenza (1) 

dell’allele. Per la valutazione della distanza genetica 

è stato utilizzato il coefficiente di Dice. La matrice 

di similarità è stata analizzata con il metodo UPG- 

MA (Unweighted Paired Group Method with Arithmetic 

mean) mediante il software NTSYS-PC 5 e il 

dendrogramma corrispondente. Al fine di effettuare 

un’analisi esaustiva delle relazioni tassonomiche riscontrate 

tra le varietà esaminate è stata utilizzata la 

banca dati dei pedigree di patata della Wageningen 

University & Research (http://www.plantbreeding. 

wur.nl/potatopedigree/). I dati ottenuti dalla lettura 

dei profili elettroforetici AFLP sono stati immessi in 

una matrice binaria riportante nei diversi campioni, 

l’assenza (0) e la presenza (1) dei frammenti. La similarità 

tra i generici individui i e j, è stata calcolata 

utilizzando la seguente formula: 

SMij=(a+d)/(a+b+c+d) 

in cui a è il numero di bande presenti in entrambi 

gli individui, b è il numero di bande presenti in i ed 

assenti in j, c è il numero di bande presenti in j ed 

assenti in i, d indica il numero di bande assenti sia 

in i che in j 6. 

Risultati 

Il fingerprinting molecolare è stato condotto mediante 

un set di otto microsatelliti di patata, che han- 

no mostrato polimorfismo in tutti i loci considerati. 

In totale sono stati analizzati 40 alleli, con una media 

di 5±1,03 alleli per locus e 2,3±0,55 (media±errore 

standard) per varietà. Due alleli (172 bp e 298 bp 

ai loci STM1053 e STM5114, rispettivamente) sono 

stati riscontrati in tutte le ventidue varietà analizzate, 

altri due (132 e 190 bp ai loci STG0001 e STI0012) 

in due varietà, (Sieglinde e Spunta, rispettivamente) 

e i restanti trentasei alleli hanno mostrato un livello 

di polimorfismo variabile. In particolare, il locus che 

ha presentato il minor numero di alleli polimorfici 

(due) è stato STM1053, mentre quello che ne ha presentati 

di più (otto) è stato STG0001. La dimensione 

dei microsatelliti amplificati è stata compresa tra 107 

bp (STI0032) e 298 bp (STM5114). Il valore medio 

dell’eterozigosità è stato 0,81±0,07, con il valore più 

basso (0,35) del locus STM1053 e il più alto (0,99) 

dei loci STM1106 e STM1052. Il PD è stato molto alto 

(≥0,95) in tutti i loci considerati, a rilevare un’alta 

capacità discriminante complessiva per l’intero set 

di loci SSR saggiati (Tabella II). Il numero totale di 

polimorfismi SSR osservati in ciascuna varietà analizzata 

è mostrato in Tabella III. Il numero di alleli 

identificati è variato da 15 (Bartina) a 22 (Agria) 

con una media di 18,4±0,96 per varietà. I gruppi 

di alleli amplificati in ciascuna varietà mediante le 

otto coppie di primer SSR sono stati classificati in 

tipologie di profili, indicate con le lettere dell’alfabeto 

latino (Tabella III): ai loci aventi alleli identici, è 

stata assegnata la stessa lettera. Tale sistema di classificazione 

ha permesso di individuare le coppie di 

primer in grado di discriminare univocamente una 

varietà dalle restanti grazie al suo specifico profilo 

allelico. Al locus STG001 sono stati osservati quindici 

profili (A-O), tredici in STI0012 (A-M), dodici 

Tabella II.


Tabella III.


0.59 0.68 0.77 0.86 0.95 

Figura 1. — Dendrogramma costruito per le 22 varietà di patata 

precoce analizzate mediante otto marcatori SSR. 

Liseta, Spunta, Frisia, Inova e Elvira. Tramite le analisi 

del pedigree è stato possibile caratterizzare ogni 

varietà identificando progenitori in comune presenti 

tra le varietà coltivate. Nel primo cluster le due varietà 

Veronie e Sieglinde presentano un unico progenitore 

in comune (Juli), e molti più progenitori 

comuni con le altre varietà appartenenti al secondo 

cluster. Nel primo sotto-gruppo del cluster 2, invece, 

non sono state evidenziate correlazioni genealogiche 

tranne che per Arinda, presente nel pedegree di 

Primura come parentale. Nel secondo sotto-gruppo, 

invece, sono stati individuati parentali in comune tra 

Elfe e Marabel (Hansa) e tutti gli altri componenti 

presentano molti progenitori in comune, tra cui i più 

frequenti sono Saskia e Katahdin; le uniche varietà 

che non si correlano al resto del gruppo sono Agria 

e Badia. 

Per quanto concerne l’analisi AFLP, è stato eseguito 

lo studio dei profili elettroforetici e il confronto 

degli elettroferogrammi per tutte le combinazioni di 

primer selettivi. Per ognuna di essa sono stati individuati 

gli alleli totali amplificati, il cui numero è variato 

da 61 (E-ACT M-CAG) a 81 (E-ACT/M-CAT) e il 

numero di alleli polimorfici, variabile tra 26 (E-ACT/ 

M-CAG) e 41 (E-ACT/M-CAT) (Tabella IV). L’analisi 

dei frammenti polimorfici ha permesso di identificare 

marcatori specifici per ognuna delle quattro varietà 

analizzate: nel particolare, 34 frammenti specifici 

consentono di discriminare Sieglinde, 23 Spunta, 15 

Elvira e 11 Agria. 

Discussione 

Il rispetto della normativa europea sull’etichettatura 

degli alimenti richiede che sia accertata l’identità dei 

prodotti al fine di prevenire casi di frodi dovute alla 

sostituzione di una parte del prodotto con un altro di 

diversa origine. Tra i metodi analitici usati per l’autenticazione 

di specie animali o vegetali in prodotti 

alimentari, quelli basati sull’analisi del DNA hanno il 

vantaggio di essere sicuri e rapidi nell’accertamento 

Tabella IV.


dell’identità genetica. Nell’ambito della tracciabilità 

genetica dei materiali vegetali nella filiera agroalimentare, 

tra i marcatori maggiormente impiegati 

figurano gli AFLP e gli SSR. Gli AFLP sono stati utilizzati 

per l’autenticazione di molte specie vegetali tra 

cui Brassica 7, olivo 8, carciofo 9 e di materie prime 

di origine animale spesso utilizzate per l’adulterazione 

di prodotti alimentari 10. I microsatelliti, invece, 

sono stati applicati per la caratterizzazione varietale 

di altre specie vegetali come la vite 11, il noce 12 e il 

pomodoro 13. In ambito forense la genotipizzazione 

attraverso l’utilizzo di marcatori microsatelliti è ormai 

una prassi comune e ampiamente riconosciuta. 

In patata, diversi tipi di marcatori molecolari sono 

stati usati al fine di esaminare la diversità genetica 

o semplicemente per il fingerprinting varietale. Tra 

i tanti si annoverano gli RFLP 14, i RAPD 15, gli AFLP 

16, 17 e gli I-SSR 18. I marcatori molecolari utilizzati in 

questo lavoro sono stati scelti tra quelli ritenuti più 

affidabili per la caratterizzazione e l’identificazione 

delle cultivar, analizzabili con grande precisione 

mediante tecniche semi-automatizzate e in grado di 

produrre risultati affidabili e ripetibili nel tempo. I 

microsatelliti, in particolare, sono marcatori d’elezione 

per la tracciabilità genetica dei materiali vegetali 

nelle filiere agro-alimentari, grazie alla loro capacità 

di amplificare corti DNA-stampo, un requisito fondamentale 

per l’analisi del DNA estratto da matrici 

alimentari. 

Più di 200 SSR sono stati identificati partendo da 

sequenze nucleotidiche di patata contenenti motivi 

ripetuti. Milbourne et al. 19 hanno sviluppato 112 

marcatori SSR, la cui validazione su un set di sei 

genotipi di patata, ha permesso di selezionarne 98 

altamente polimorfici. Feingold et al. 20, invece, hanno 

individuato 94 microsatelliti, 61 utilizzati per il 

mappaggio e 30 per la caratterizzazione genetica di 

30 cultivar di patate. Con la pubblicazione del genoma 

completo di patata 21, il numero di sequenze 

contenenti motivi ripetuti è aumentato enormemente. 

L’ultimo riepilogo delle statistiche SSR del 

Solanaceae Genome Resource (http://solanaceae. 

plantbiology.msu.edu/analyses/ssr/summary) documenta 

10.000 sequenze con più di 16.000 SSR potenzialmente 

utili (ripetizioni di 2-6 nucleotidi) per 

lo studio della diversità genetica in patata. Tuttavia, 

questi SSR sono molto diversi in termini di qualità, 

posizione sul genoma e capacità di discriminazione. 

Recentemente, Ghislain et al. 22 hanno descritto un 

nuovo ‘’Kit per l’accertamento dell’identità genetica 

di patata” costituito da 24 marcatori SSR in grado 

di discriminare il 94% delle varietà sud americane 

(oltre 700). Tale kit è particolarmente utile per standardizzare 

la selezione di SSR e per l’assegnazione 

delle dimensioni ai microsatelliti, permettendo, in tal 

modo, l’analisi comparativa di dati generati in modo 

indipendente. Nel presente studio abbiamo usato 8 

dei 24 marcatori SSR messi a punto da Ghislain et 

al. 22, identificando profili allelici varietà-specifici utili 

per la loro autenticazione genetica. I valori elevati 

di eterozigosità riscontrati e il numero medio di alleli 

per locus hanno dimostrato che il set di marcatori 

testato risulta estremamente efficiente nel distinguere 

la collezione di varietà esaminate. Valori simili 

sono stati riportati in letteratura da altri autori. In 

particolare, Milbourne et al. 23, in un lavoro di caratterizzazione 

molecolare di 16 varietà di patata mediante 

17 SSR, hanno riportato un numero medio di 

alleli per locus di 5,7. Ghislain et al. 22, invece, hanno 

evidenziato 6,8 alleli per locus, in media, in un campione 

più ampio di genotipi (30 varietà di patata 

proveniente dal Sud America). Ruiz de Gallatera et 

al. 24, infine, hanno calcolato un numero medio di alleli 

per locus più basso (3,24) in 19 ecotipi spagnoli 

di patata. L’oscillazione di tali valori è da ricondurre 

certamente alla base genetica delle varietà messe a 

confronto e alla capacità discriminante dei loci saggiati. 

Quest’ultima, che è una misura della capacità 

informativa di un marcatore, nel presente studio si è 

attestato su valori molto alti, non scendendo mai al 

di sotto di 0,95. Tali valori si avvicinano a quelli riportati 

in letteratura, ove alcuni esempi simili riportano 

i valori del potere di discriminazione oscillanti 

tra 0,64 e 0,97 25, da 0,79 a 0,91 26. 

Gli AFLP, ancora oggi, sono i marcatori molecolari 

più utilizzati per il fingerprinting e il genotyping 

molecolare nelle piante superiori. L’elevato grado di 

polimorfismo che tali marcatori sono in grado di rilevare 

e la loro elevata riproducibilità, rendono gli 

AFLP uno strumento valido per l’autenticazione varietale 

non solo in patata. Meneghetti et al. 27, ad 

esempio, tramite l’uso di AFLP sono riusciti a distinguere 

132 accessioni di 3 differenti cultivar di vite 

(Malvasia nera di Brindisi/Lecce, Negroamaro e Primitivo) 

e a correlare le loro origini geografiche alle 

differenze genetiche. In questa ricerca, mediante le 

analisi AFLP sono state esaminate quattro varietà di 

patata, scelte perché rappresentative della coltivazione 

extra-stagionale in Puglia, Sicilia e Campania. 

Le combinazioni AFLP utilizzate si sono rivelate efficienti 

e hanno permesso di individuare alleli polimorfici 

specifici in tutte le varietà prese in esame. La 



creazione di marchi di qualità e la messa a punto di 

nuove tecniche genomiche per la caratterizzazione 

varietale possono essere uno strumento indispensabile 

per proteggere la tipicità dei prodotti alimentari. 

In tale contesto, la tracciabilità genetica consente di 

controllare un determinato materiale vegetale in tutta 

la sua filiera di produzione. Le indagini molecolari 

condotte sul pomodoro S. Marzano, sull’IGP Melannurca 

Campana, sull’Olio DOP di Collina di Brindisi, 

sul DOP Pane di Altamura 28 e sull’IGP Patata 

della Sila sono casi studio di tracciabilità molecolare 

di prodotti a denominazione d’origine. Questi sono 

solo una parte dei 142 prodotti italiani a Denominazione 

di Origine Protetta e degli 84 prodotti italiani 

ad Indicazione Geografica Protetta. 

Conclusioni 

In questa ricerca è stato possibile sviluppare marcatori 

molecolari SSR e AFLP specifici di varietà di patata 

precoce, confermando la validità degli strumenti 

genomici nell’autenticazione varietale. Gli alleli SSR 

e AFLP potranno essere registrati in un database 

di marcatori molecolari per permettere lo sviluppo 

d’informazioni cumulative sul fingerprinting varietale 

in patata. I risultati ottenuti, inoltre, saranno un 

utile strumento per la certificazione genetica e la 

tracciabilità molecolare dei prodotti alimentari derivati 

dalla lavorazione della patata. 

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Strumenti di genomica funzionale per la tipizzazione 

dell’origine di coltivazione della patata 

C. ONOFRI 1, D. PACIFICO 1, P. OSTANO 2, M. MELLO-GRAND 2, C. GHIMENTI 2, B. PARISI 1, G. MANDOLINO 1 

Obiettivo. È stata valutata la possibilità di utilizzare 

l’oligo glass array Agilent di Solanum tuberosum 

POCI (Potato Oligo Chip Initiative) 4X44 K (44000 

sonde presenti) per l’analisi comparativa del trascrittoma 

di tuberi maturi e dormienti di patata di diverse 

varietà, coltivate in diverse aree geografiche. 

Metodi. L’RNA totale è stato estratto dai tuberi liofilizzati 

di alcune varietà coltivate in specifiche località 

di Puglia e Sicilia. L’RNA è stato marcato con Cy3 e 

ibridato sull’array; in seguito a lettura mediante scanner, 

i dati di ibridazione sono stati confrontati con altre 

varietà, località o regioni per ottenere una mappa 

genome-wide della up- o down-regolazione dei geni 

nelle diverse condizioni comparate. 

Risultati. I dati sui tuberi raccolti nel 2008 sembrano 

indicare una forte preponderanza dell’effetto della 

varietà sulla modulazione dell’espressione genica, 

mentre gli effetti delle località esaminate, a parità di 

varietà, sembrano molto limitati. Nel 2009 questi dati 

non sono stati confermati, mostrando anzi un forte 

effetto delle località sul numero e tipo di geni regolati. 

Conclusioni. La conclusione è che le variazioni dovute 

all’annata di coltivazione siano superiori a quelle dovute 

alla varietà e al luogo di coltivazione. 

Parole chiave: RNA - Solanum tuberosum - Microarray. 

La genomica della patata 

La patata (Solanum tuberosum) fa parte della famiglia 

delle solanacee, insieme a numerose altre 

specie di grande rilevanza economica come il pomodoro, 

la melanzana, il tabacco e così via. 

Data la sua importanza – dopo riso e frumento è 

Autore di contatto: G. Mandolino, CRA - Centro di Ricerca per le 

Colture Industriali, via di Corticella 133, 40128 Bologna, Italia. 

E-mail: giuseppe.mandolino@entecra.it. 

1CRA – Centro di Ricerca per le Colture Industriali, 

Bologna, Italia 

2Fondazione Edo ed Elvo Tempia Valenta per la lotta 

contro i tumori – ONLUS, Biella, Italia 

la terza coltura nel mondo – la patata è stata oggetto 

di studio sotto molti punti di vista, sia chimicoqualitativo 

sia genetico-molecolare. 

Già dalla fine degli anni ’80 sono state sviluppate 

mappe genetiche di varietà diploidi di patata, basate 

su marcatori molecolari Restriction Fragment Length 

Polymorphism (RFLP), mappe poi implementate 

introducendo altri marcatori quali micro satelliti e 

Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP). 

Lo sviluppo delle più recenti, ultra-dense mappe molecolari 

di patata 1 che hanno aperto la strada al sequenziamento 

dell’intero genoma, sono state inizialmente 

facilitate anche dalla elevatissima sintenia del 

genoma di patata con quello di pomodoro, che ha 

permesso di utilizzare marcatori comuni ad entrambe 

le specie ed effettuare studi di genomica comparativa 

su queste due specie sin dai primi anni ’90 2. Il sequenziamento 

completo del genoma di pomodoro, e 

lo sviluppo delle conseguenti risorse bioinformatiche 

e dei database che permettono lo sfruttamento delle 

conoscenze acquisite su una pianta e la loro applicazione 

sistematica all’altra, ha ulteriormente accelerato 

i progressi della genomica della patata 3. 

Il genoma di patata è composto da 12 cromosomi, 

e la sua lunghezza (aploide) stimata è di circa 850 

milioni di paia di basi. Il Potato Genome Sequencing 

Consortium (PGSC), composto da 17 gruppi 

di ricerca appartenenti a 13 diversi paesi, ha reso 


ONOFRI TIPIzzAzIONE DELL’ORIGINE DI COLTIVAzIONE DELLA PATATA 

pubblica nel 2010 la prima sequenza del genoma 

di patata 4. Poiché sia il breeding sia l’analisi genetica 

della patata sono rese difficili dal fatto che 

per lo più le varietà commerciali sono tetraploidi 

di recente origine, che la patata è una specie altamente 

eterozigote e che tollera male l’inbreeding, il 

PGSC ha deciso di ottenere le sequenze genomiche 

a partire da materiali diploidi, in particolare ottenendo 

la gran parte delle sequenze da un’accessione 

doppio monoploide (DM) ottenuta tramite coltura di 

antere e successivo raddoppiamento cromosomico 

(e quindi omozigote a tutti i loci), appartenente al 

gruppo Phureja di S. tuberosum, e successivamente 

integrando in questa bozza sequenze ottenute da 

una breeding line eterozigote ma anch’essa diplode, 

e appartenente al gruppo tuberosum. 

Infine, al lavoro di sequenziamento del genoma, 

è stato affiancata, ed è in continuo sviluppo, un’indagine 

di “deep transcriptome sequencing”: 31 Gb 

di sequenziamento del trascrittoma, il cui RNA proveniva 

da varie accessioni, e da tutti i tipi di tessuto, 

stadi di sviluppo e condizioni ambientali di 

stress biotico e abiotico. Ne sono risultati circa 39000 

geni codificanti per proteine, i geni cioè che maggiormente 

contribuiscono ai fenotipi cui sono particolarmente 

interessati i breeder, presiedendo per 

esempio alla sintesi di molecole che influenzano la 

qualità dei tuberi quali glicoalcaloidi o carotenoidi; 

oppure proteine che mediano resistenze a fattori di 

stress, o strutturali, coinvolte nella consistenza, tessitura 

e comportamento alla cottura del tubero, e così 

via. Un dato interessante che è emerso dal sequenziamento 

del trascrittoma di patata, è che oltre 9000 

geni, cioè il 25% del totale, esibisce il fenomeno 

dello “splicing alternativo”, in seguito al quale uno 

stesso gene codifica per due o più isoforme proteiche. 

Considerando che questi dati sono stati ottenuti 

su genomi diploidi, si può supporre che le varietà 

tetraploidi di patata, e le specie selvatiche di Solanum, 

contengano un tasso di variabilità genetica 

ancora sconosciuto e non sfruttato, ben al di là del 

mero numero di geni identificati. 

Si può prevedere che saranno moltissime le ricadute 

del recente completamento di una bozza della 

sequenza completa del genoma di patata 5. Oltre alla 

possibilità di individuare per molti geni di rilevanza 

agronomica varianti più o meno interessanti nel germoplasma 

di Solanum, si potrà cominciare a comprendere 

la base di caratteri di grande importanza 

ma che sono fino ad oggi sfuggiti in parte all’analisi 

genetica tradizionale a causa del loro determini- 

smo multifattoriale. Si può inoltre prevedere che la 

disponibilità della sequenza genomica della patata 

porterà, ed in parte ha già portato, allo sviluppo di 

strumenti nuovi per la ricerca e per il breeding. 

Fra le ricadute della conoscenza della sequenza 

del genoma di patata, c’è certamente poi l’identificazione 

dei geni che codificano per proteine enzimatiche 

o strutturali, della loro variazione nel germoplasma, 

e la possibilità di studiarne il funzionamento in 

relazione a situazioni specifiche della pianta, quale 

lo stadio di sviluppo, l’organo, le condizioni ambientali, 

l’attacco di patogeni, ecc. Questo immenso 

campo di studi è oggi più alla portata dei ricercatori, 

grazie alla disponibilità di “microarrays” sia commerciali 

che ottenibili “su misura” da alcune fra le principali 

aziende biotecnologiche mondiali. 

I microarrays, strumento di 

analisi del trascrittoma 

I microarrays sono strumenti analitici high-throughput 

(cioè che generano grandi quantità di informazioni 

in maniera automatizzabile e informatizzata, 

attraverso procedure spesso robotizzabili) e 

genome-wide (cioè capaci di estrarre dati dall’intero 

complemento di geni, o da una sostanziale frazione 

di esso), la cui origine risale alla prima metà degli 

anni ’90, quando furono sviluppati da Mark Schena 

et al. alla Stanford University 6. 

Si possono definire come matrici ordinate (ad es. 

organizzato in colonne e file) di elementi microscopici 

(ad es. brevi segmenti di DNA) posizionati su 

un substrato solido e planare (ad es. vetrini), e che 

consentono il binding specifico di geni o prodotti 

genici (es. mRNA). 

I primi esperimenti con microarray per lo studio 

dell’espressione genica utilizzavano spot a cDNA, tipicamente 

di lunghezza 500-2000 bp, che consente 

forti segnali di ibridazione data la estesa complementarietà 

con l’mRNA-sonda in soluzione marcato 

con un fluorocromo. I microarray a oligonucleotidi, 

invece, trovano applicazioni oltre che negli studi di 

profiling dell’espressione genica, anche nella genotipizzazione. 

Gli oligonucleotidi che vengono fissati 

al vetrino sono di 15-70 bp, e ottenuti mediante sintesi 

chimica; il segnale di ibridazione ha alta intensità 

e specificità dopo ibridazione all’mRNA-sonda. Il 

principio di funzionamento dei chip genici è schematizzato 

in Figura 1. 

Oltre allo sviluppo di tecniche fotolitografiche, 


TIPIzzAzIONE DELL’ORIGINE DI COLTIVAzIONE DELLA PATATA ONOFRI 

CAMPIONE 

RIFERIMENTO 

Inferenza 

statistica 

Estrazione 

RNA o DNA 

Amplicazione 

e marcatura 

Ibridazione Scansione 

Processing 

dati 

Figura 1. — Schema del funzionamento del microarray con la tecnica “one-color” della Agilent. 

Ibridazione 

Analisi 

immagine 



mediante le quali si possono fissare a supporti solidi 

brevi segmenti di DNA (oligo o cDNA), il principale 

progresso che ha permesso il diffondersi dei microarray 

come strumento di ricerca e di analisi, è la disponibilità 

di enormi quantità di informazioni di sequenze 

genomiche; senza queste recenti acquisizioni, non 

sarebbe possibile infatti la sintesi né di cDNA specifico 

per ogni dato gene, né di oligonucleotidi con il 

necessario grado di specificità. Oggi sono disponibili 

numerosi database dedicati, come quello gestito dal 

PSGC (www.potatogenome.net) o quelli della Cornell 

University (www.sgn.cornell.edu/) o della Wageningen 

University (https://cbsgdbase.wur.nl/). 

In seguito alla disponibilità di un crescente numero 

di genomi di diversi organismi interamente 

sequenziati, molte aziende biotech hanno introdotto 

sul mercato chip commerciali, contenenti l’intero 

repertorio di geni di diversi organismi. Fra questi, il 

primo organismo vegetale interamente sequenziato 

(Arabidopsis thaliana) e di cui è stato prodotto un 

microarray commerciale (ATH1, da parte della Affymetryx) 

è stato presto seguito da altri, man mano 

che le tecnologie di nuova generazione (NGS) rendevano 

il sequenziamento massiccio sempre più efficiente, 

economico ed abbordabile anche da laboratori 

dotati di medio budget. 

Applicazione dei microarray alla 

genomica funzionale di patata 

Già negli anni precedenti al completamento della 

prima sequenza genomica di patata (2010), l’estesa 

sintenia fra i genomi delle due più importanti 

Solanacee aveva consentito ai ricercatori di utilizzare 

alcune risorse sviluppate in seguito al sequenziamento 

del genoma di pomodoro, già portato a 

termine. Uno di questi strumenti, commercializzato 

da Affymetryx, il Gene Chip Tomato Array, contenente 

10.000 geni espressi ed annotati di pomodoro, 

è stato utilizzato dal gruppo del CRA.-CIN (Centro 

di Ricerca per le Colture Industriali) di Bologna che 

lavorava sul fenomeno dell’addolcimento dei tuberi 

in seguito a frigoconservazione, elaborando un 

algoritmo che era in grado di correggere in parte i 

mismatch di ibridazione dovuti alle differenze fra le 

sequenze di pomodoro e quelle di patata 7. 

L’aumento esponenziale del numero di sequenze 

omologhe di patata presenti nelle banche dati internazionali, 

ha portato tuttavia ben presto all’avvento 

di microarray omologhi, cioè costituiti da sequenze 

effettivamente di S. tuberosum, per studi di genotipizzazione 

e di genomica funzionale, utilizzando entrambe 

le tipologie di chip (a cDNA e ad oligo), a partire 

dal 2005. I primi microarray di patata sono stati a 

cDNA, inizialmente con poche migliaia di feature (le 

sequenze target fissate al vetrino e sulle quali avviene 

l’ibridazione), e miravano ad individuare i geni di 

patata differenzialmente espressi durante lo sviluppo 

dei tuberi 8. Successivamente, per l’analisi degli 

eventi trascrizionali associati alla formazione del tubero, 

è stato utilizzato un’evoluzione di questo primo 

chip, un microarray ad oligo 60-mer, complementari 

a 44000 sequenze unigene di patata, array che è stato 

denominato POCI (Potato Oligo Chip Initiative 9). 

Anche un gruppo inglese dello Scottish Crop Research 

Institute (SCRI), parte del consorzio PSGC, ha 

utilizzato il microarray POCI per un’analisi genomewide 

dei geni che influenzano la qualità dei tuberi, 

ed in particolare il sapore, la tessitura, il contenuto 

di carotenoidi e la precocità di maturazione 10. In 

questo lavoro, sono stati comparati due genotipi di 

S. tuberosum appartenenti al gruppo Phureja, e due 

al gruppo Tuberosum, ottenuti in campo in due diverse 

annate. L’obiettivo era attribuire ai geni del 

gruppo Phureja o Tuberosum che mostravano maggiore 

variazione nel confronto, un possibile ruolo 

nel determinismo dei caratteri associabili alla qualità. 

In questo lavoro nella prima annata, 2075 geni 

risultarono significativamente regolati (meno del 5% 

delle sequenze rappresentate sul chip), e nella seconda 

questo numero scese a 1386 (circa il 3%). 

Questi dati mettono in evidenza la grande variazione 

che si riscontra quando si esamina il trascrittoma 

di materiale maturato in condizioni di pieno campo, 

e il fortissimo effetto dell’annata pur in presenza di 

materiale geneticamente omogeneo. I geni consistentemente 

up-regolati nel gruppo Phureja rispetto 

al Tuberosum, risultarono 309, e 555 quelli down-regolati. 

Questi importanti dati portano a considerare 

quanto relativamente limitato sia il numero di geni 

che distinguono due gruppi di accessioni (Phureja e 

Tuberosum), nonostante le grandi differenze morfologiche 

e funzionali che le caratterizzano. 

Il lavoro che viene qui presentato, svolto nell’ambito 

del progetto TIPIPAPA (tipizzazione e caratterizzazione 

di varietà precoci di patata con l’impiego di 

tecniche molecolari e spettroscopiche) ha cercato di 

applicare per la prima volta un potente strumento per 

lo studio della trascrittomica della patata, il microarray 

POCI da circa 44000 sonde, alla caratterizzazione 

del luogo di coltivazione (località e regione) di alcune 



Tabella I.


Figura 2. — A) Il chip POCI della Agilent. Ogni vetrino è composto da 4 array rappresentanti 44000 sequenze di patata, e può essere ibridato 

con un campione diverso; B) la ripartizione in categorie funzionali mediante Gene Ontology delle sequenze rappresentate sul chip 

POCI. 

Il microarray POCI 

In questo lavoro è stato utilizzato un oligo microarray 

POCI 4x44K (Figura 2A), sviluppato dal PSGC 

e commercializzato a partire dal marzo 2010 da Agilent. 

È stato disegnato a partire da una collezione di 

246.182 sequenze di patata disponibili nella banche 

dati, e che sono state assemblate in 46345 unigenes. 

Nei casi in cui la funzione putativa delle sequenze 

presenti sul POCI sia nota, è disponibile un’annotazione 

funzionale e una categorizzazione per processo 

biologico (Figura 2B). 

L’ibridazione dei campioni marcati sull’oligo glass 

array è avvenuta in rotazione (10 rpm), a temperatura 

controllata (65 °C) per 17 ore. I vetrini sono stati 

lavati seguendo la procedura di lavaggio Agilent e 

scannerizzati con lo scanner a doppio laser G2505B 

(Agilent Technologies). 

Per ogni esperimento è stato eseguito un replicato 

tecnico. L’intensità di fluorescenza per ogni singola 

sonda è stata rilevata, con l’intensità del segnale 

che risulta proporzionale alla quantità di RNA legata 

alla sonda. Per il nostro studio è stato impiegato il 

protocollo one-color assay che prevede per ogni array 

l’ibridazione di un unico campione marcato con 

un solo fluorocromo; ciò permette di confrontare 

l’espressione genica di un campione con quella di 

vari campioni diversi e non con quella di un unico 

campione come nel caso del two-color assay. Ogni 

campione, tuttavia, è stato ibridato a due array di 

due vetrini diversi, per valutare la riproducibilità ed 

ottenere valori medi che tengano conto dell’eventuale 

variabilità tecnica sui dati ottenuti. 

Analisi dei dati 

In seguito all’ibridazione e ai lavaggi, gli array 

POCI sono stati scansionati con lo scanner Agilent a 

doppio laser, versione B (G2505B, Agilent Technologies) 

Le immagini sono state analizzate utilizzando 

il software Feature Extraction (Agilent Technologies) 

versione 9.5. 

I dati grezzi sono stati processati con il software 

Bioconductor (www.bioconductor.org 11) nell’ambiente 

statistico R, applicando il metodo normexp 

per la correzione del background e quantile come 

metodo di normalizzazione tra gli array. Il pacchetto 

LIMMA (LInear Models for MicroArray data) è stato 

utilizzato per identificare i geni differenzialmente 

espressi nelle varie condizioni, applicando un filtro 

sul logaritmo in base 2 del Fold Change (>1 per i 

geni up-regolati e ≤1 per i geni down-regolati) e sulla 

statistica B corretta per i test multipli (>2). 

I dati finali dell’intensità di fluorescenza di ogni 



campione ibridato su un array, nella procedura onecolor, 

possono essere utilizzati per diversi tipi di 

confronto, ed espressi come fold change del campione 

scelto come ‘test’ rispetto al campione scelto 

come reference; nel nostro lavoro sono stati considerati 

geni differenzialmente espressi quelli per 

cui il valore di fold change era maggiore di 2 (geni 

up-regolati) o minore di -2 (geni down-regolati). 

È applicato un filtro anche alla statistica B corretta 

per test multipli (>2). I risultati, quindi, non sono 

espressi come valore assoluto dell’espressione genica, 

ma sempre come espressione relativa, fra coppie 

di campioni a confronto. 

Risultati 

In primo luogo va sottolineato che tutte le informazioni 

ottenibili sulla regolazione dei geni nei diversi 

confronti si riferiscono all’espressione genica in 

tuberi maturi, e dormienti. Secondariamente è stato 

osservato che un numero variabile da 34524 a 39533 

sonde del chip davano segnali positivi e significativamente 

al di sopra della soglia del background, numeri 

che corrispondono rispettivamente al 75-85% delle 

feature presenti sul vetrino. La relativa costanza di 

questa percentuale nelle varie ibridazioni, nel corso 

delle prove di entrambi gli anni e per tutti i confronti, 

permette di ritenere il numero di geni valutato come 

differenzialmente espresso come affidabile. In altre 

parole, le forti fluttuazioni osservate nel numero di 

geni differenzialmente espressi nei vari confronti effettuati, 

non possono essere ascritte a diversità importanti 

nell’efficienza di ibridazione di ciascun RNA al 

suo array. Questa informazione permette di valutare 

comparativamente in maniera affidabile tutte le coppie 

di confronti di seguito considerate. 

Confronto fra i campioni del 2008 

Nella Tabella II sono sintetizzate le statistiche dei 

confronti effettuati sui campioni 2008 fra alcune coppie 

di località e/o varietà. L’obiettivo di questo confronto 

di tipo quantitativo era verificare quale dei tre 

fattori considerati (varietà, regione e località) avesse 

l’effetto maggiore nel modulare l’espressione genica 

genome-wide, come osservabile mediante l’array 

POCI. Dai dati del 2008, e senza ancora considerare 

quali geni vengano modulati, emergono alcune informazioni 

preliminari. In primo luogo, il massimo 

numero di geni differenzialmente espressi più di 2 

volte (up- o down-regolati), è stato in questa prima 

Tabella II.


annata sorprendentemente limitato: 520 è stato il 

massimo numero osservato, per il confronto fra due 

varietà, Spunta e Sieglinde, entrambe coltivate in località 

Cozze, in Puglia. Anche il confronto varietale 

Spunta-Sieglinde in un’altra località, Margiotta, Puglia, 

risulta in 394 geni differenzialmente espressi in modo 

significativo ed al di sopra della soglia di 2 x. Dai 

dati del 2008 presi nel loro insieme, appare quindi 

che le differenze fra varietà (sezione superiore della 

Tabella II) giustifichino la maggior parte della modulazione 

dell’espressione dei geni che si può osservare; 

minore il numero di geni modulati (40-219) che 

si osservano confrontando le stesse varietà coltivate 

in regioni diverse (sezione intermedia in Tabella II). 

Infine, l’effetto della località (a parità quindi di varietà 

e regione considerata) appare praticamente trascurabile 

(anche se potenzialmente importante ai fini della 

caratterizzazione geografica del luogo di coltivazione), 

modulando soltanto 8-41 geni, a seconda delle 

località considerate, quindi meno dello 0,1% dei geni 

monitorati (sezione inferiore della Tabella II). 

Per valutare la possibilità di caratterizzare il luogo 

o la regione di coltivazione mediante l’identificazione 

di uno specifico set di geni regolato rispetto ad 

una delle località utilizzate come riferimento, è utile 

avere una categorizzazione dei geni che mostrano 

significativa up- o down-regolazione nei vari confronti 

ed individuare un eventuale gruppo di geni 

costantemente regolati in diversi confronti, e la loro 

funzione putativa. I geni regolati nei vari confronti 

del 2008 sono perciò stato categorizzati in base ad 

una “gene ontology” predefinita, ed i risultati sono 

riassunti in Figura 3. Nel considerare la heat map di 

cui è composta questa figura, non va dimenticato 

che le zone rosse o verdi sono di fatto equivalenti, 

in quanto un gruppo di geni che viene definito 

come “up-regolato” in un confronto ad esempio fra 

Sieglinde rispetto a Spunta, si definirebbe “downregolato” 

confrontando Sieglinde rispetto a Spunta; 

in realtà anche le zone bianche corrispondono a 

categorie funzionali non interamente indotte o represse, 

ma in cui un numero pressappoco uguale di 

geni è up- o down-regolato, ma pur sempre regolato. 

Di conseguenza, ciò che è rilevante in queste 

heat maps è la presenza di zone rosse (maggioranza 

di geni afferenti a quella categoria funzionale up-regolati) 

o verdi (maggioranza down-regolata nel confronto), 

ed in misura minore bianche (uguale quantità 

di geni indotti e repressi nella categoria), rispetto 

a quelle grigie (che segnalano mancata regolazione 

di praticamente tutti i geni di quella categoria). 

Come si può notare nella parte destra della tavola 

di Figura 3, dove sono riassunti i confronti fra località 

diverse delle stesse regioni e varietà, le classi 

metaboliche di geni che non variano sono la maggioranza 

(zone grigie). È interessante peraltro notare 

come in quasi tutti i confronti che riguardano due 

località, a parità di varietà e regione, il gruppo di 

geni afferenti al metabolismo secondario e alla risposta 

agli stress venga quasi sempre regolato, suggerendo 

che gli effetti maggiori della località siano 

soprattutto legati a situazioni contingenti di stress 

cui le colture si trovano a far fronte più che a fattori 

costitutivi. Ancora da notare il fatto che, come atteso, 

nel confronto fra le due varietà (sezione sinistra 

della tavola), siano sempre regolate quasi tutte le 

categorie, e nella maggior parte dei casi in maniera 

concorde in un senso o nell’altro (zone rosse e 

verdi), ed in una minoranza di casi in maniera disuguale, 

parte indotta e parte repressa (zone bianche). 

Solo nel confronto fra Spunta e Sieglinde in 

una specifica località, due categorie funzionali (di 

cui una, Other, onnicomprensiva) non sono risultate 

regolate. In qualche modo, il fatto che la maggioranza 

dei geni sia significativamente regolata in tutte 

le categorie funzionali per entrambi in confronti fra 

varietà, rafforza la nozione che le differenze varietali 

sono risultate ben più importanti di quelle dovute 

all’ambiente di coltivazione. Inoltre, i geni che appaiono 

differenzialmente regolati fra le varietà (Tabella 

II) risultano uniformemente distribuiti in tutte le categorie 

funzionali, mentre per esempio i geni collegati 

alla crescita cellulare e ai processi biosintetici, 

sono in quasi tutti i confronti fra regioni e località 

non regolati (righe 3 e 18 rispettivamente della heat 

map), come atteso da tuberi maturati contemporaneamente 

ed in condizione di dormienza. 

Come si nota dalla Figura 3, sono anche molto numerosi 

i geni che vengono segnalati come regolati, ma 

che non trovano omologhi funzionali in nessuna banca 

dati (no hits found) oppure anche perché gli omologhi 

hanno funzione sconosciuta (not assigned). Il limite 

nell’uso di uno strumento come il microarray risiede 

nel fatto quindi che, pur essendo stato interamente 

sequenziato il genoma di patata, la sua annotazione 

funzionale non è ancora completa. Di conseguenza, i 

dati ottenibili con questi confronti sono moltissimi, e 

richiederebbero di analizzare in dettaglio tutti questi 

geni sconosciuti ma potenzialmente importanti. 

L’analisi sui campioni 2008 si è poi rivolta ad individuare 

quali fossero specificatamente i geni che 

mostravano la regolazione maggiormente alterata in 



Figura 3. — A) “Heat map” delle classi di geni up-, down- e non regolati nei diversi confronti effettuati nel 2008; B) “Heat map” delle classi 

di geni up-, down- e non regolati nei diversi confronti effettuati nel 2009. 



senso positivo o negativo tra i confronti considerati, 

nell’ipotesi che l’attività di questi geni, se riproducibile 

fra le annate, possa fare da “marcatore” del 

luogo di coltivazione. Un’altra informazione di interesse 

è rappresentata da quali geni siano sempre 

regolati, ogni volta che si confrontano ad esempio 

diverse varietà, o diverse località, nell’ipotesi che ci 

siano marcatori “funzionali” costanti della varietà o 

del luogo di coltivazione. Questi geni che si sono 

mostrati differenzialmente espressi in tutti i confron- 

ti di un determinato tipo (es. fra varietà, fra regioni, 

o fra località) sono elencati, con la loro annotazione 

funzionale quando disponibile, in Tabella III. Alcune 

indicazioni possono essere di interesse preliminare, 

dato che alcuni geni differenzialmente regolati 

sono correlabili in parte con alcune caratteristiche 

qualitative del tubero. Così, in tutti e tre confronti fra 

regioni in cui la cv. Sieglinde è stata confrontata con 

quella coltivata in Puglia, si è sempre osservata la repressione 

del gene codificante per la endo-1,4-beta 

Tabella III.


D-glucanasi, un enzima coinvolto nella sintesi e nel 

modellamento delle pareti cellulari, putativamente 

in grado di influenzare la consistenza e tessitura dei 

tuberi 12; nei confronti con la cv. Sieglinde coltivata 

a Sciali (Puglia), si è sistematicamente osservata, 

nelle altre località della stessa regione, un’induzione 

del gene per una putativa proteina AIM1, che gioca 

un ruolo nella beta-ossidazione degli acidi grassi e 

nello sviluppo dell’ aroma e del gusto dei tuberi 13. 

Sulla base di questi dati preliminari, si è poi considerato 

l’effetto, presumibilmente molto grande, delle 

annate di coltivazione sulla regolazione differenziale 

di questi geni e classi di geni. Sfortunatamente, le 

vere repliche biologiche fra il 2008 ed il 2009 sono 

state molto limitate, e i confronti fra annate hanno 

quindi solo un valore relativo. 

Confronto fra i campioni del 2009 

In Tabella II sono sintetizzati quantitativamente i 

risultati dei confronti che è stato possibile fare nel 

2009. Va sottolineato che nessuno dei confronti effettuati 

costituisce di fatto la replica esatta di quelli 

del 2008; ciò perché il materiale utilizzato in questo 

lavoro è quello effettivamente coltivato in aziende 

non sperimentali nei vari siti. 

Il confronto fra due varietà (le stesse utilizzate nel 

2008, anche se la località e la regione di coltura era 

diversa) mostra che 1070 geni sono differenzialmente 

espressi in maniera significativa. Questo numero 

è nettamente più alto di quello osservato nel 2008 

(457 in media) ma comunque dello stesso ordine di 

grandezza. Tuttavia, l’effetto dell’annata risulta preponderante 

rispetto ad ogni altra differenza; infatti, 

come si può vedere dalla Figura 3B, le categorie di 

geni differenzialmente espressi fra le varietà a parità 

di località sono la maggioranza, come nel 2008, ma 

le classi non regolate non sono le stesse dell’annata 

precedente, il che suggerisce che la maggior parte 

delle up- o down-regolazioni che si osservano siano 

dovute a condizioni contingenti quali presenza 

di stress localizzati o risposte a condizioni ambientali 

diverse, più che a reali differenze strutturali che 

concorrano alla specificità della varietà. L’estrema 

dipendenza dell’ espressione genica da fattori legati 

all’annata è confermata dal numero di geni differenzialmente 

regolati nel confronto fra regioni (Tabella 

II), che nel 2008 erano in media appena 86, mentre 

nel 2009 risultano oltre 1300. Tale grande variazione 

può essere in parte ascritta al fatto che si stanno 

osservando confronti fra località per la maggioranza 

non ripetuti nei due anni; tuttavia anche nell’unico 

caso in cui si utilizza la stessa varietà (Spunta) per un 

confronto fra le stesse località e regioni nelle due annate 

(Cozze, Puglia vs. Cassibile, Sicilia, 2008 e 2009) 

la differenza nel numero di geni regolati è molto marcata 

(219 nel 2008 e 1991 nel 2009). Inoltre, come si 

osserva dalla Tabella II, l’effetto delle località, che nel 

2008 sembrava molto limitato, nel 2009 è al contrario 

quello che provoca un maggior numero di importanti 

regolazioni dell’espressione genica, come si può 

notare anche dall’assenza delle zone grigie (classi di 

geni non regolate) nella sezione più a destra di Figura 

3B in confronto alla Figura 3A, dove erano invece 

la maggioranza. Nel 2009 rispetto al 2008, in sintesi, 

sembra aver avuto molta più importanza il fattore 

località nell’induzione/repressione di geni del tubero 

maturo. Questo è probabilmente legato a fattori 

climatici o epidemiologici, che quindi interferiscono 

pesantemente con la possibilità di individuare in maniera 

riproducibile geni o classi di geni regolati in 

risposta alle condizioni locali di coltivazione. 

Conclusioni 

Dalle esperienze fatte con l’uso del microarray 

POCI 4X44K per l’analisi dell’espressione genica in 

tuberi maturi e dormienti di patata, si possono trarre 

alcune conclusioni preliminari ed alcuni suggerimenti 

sul possibile proseguimento del lavoro. 

In primo luogo, dal momento che l’effetto dell’annata 

è assolutamente preponderante su effetti strettamente 

genetici come quelli legati a differenze varietali, 

è evidente che per “calibrare” uno strumento 

basato sulla trascrittomica in grado di individuare 

caratteristiche legate al luogo di coltivazione, occorre 

analizzare dati per un numero di annate sufficiente 

a “neutralizzare” la variabilità legata a tale dato, 

non interessante ai fini della tipizzazione. Questo 

problema è particolarmente importante per l’analisi 

di espressione, in quanto altri livelli di analisi quali 

quella del metaboloma dei tuberi di patata non risentono 

così tanto delle fluttuazioni ambientali, in 

quanto solo una limitata percentuale delle variazioni 

nei trascritti si traduce poi in un fenotipo finale 

variante e stabile a maturità; la maggior parte delle 

variazioni a livello di mRNA non ha infatti necessariamente 

effetti fenotipici e qualitativi visibili a livello 

di metaboliti. L’estrema sensibilità dell’analisi a 

livello trascrizionale, evidenziato anche dai risultati 

riportati, rende difficilmente utilizzabile l’impiego di 



queste tecniche, tradizionalmente utili in ricerche 

svolte in ambiente controllato, su materiali di campo, 

a meno di non aver svolto una prolungata analisi 

dell’effetto dell’annata sulla trascrizione genica. 

A parte i limiti di cui si è discusso, è evidente che 

la stessa sensibilità che può costituire un problema, 

è anche una risorsa in quanto la massa di dati ottenibili 

per ciascuna condizione analizzata (varietà, regione, 

località) costituisce un patrimonio di informazioni 

il cui accumulo nel tempo potrà davvero fornire 

un quadro interessantissimo della risposta, a livello 

dell’espressione genica, dei tuberi alle condizioni ambientali 

nelle quali maturano. Basti considerare che 

per ogni coppia di confronti effettuati in questo lavoro, 

sono stati ottenuti dati relativi a circa 42000 geni 

di patata, molte delle quali a funzione ignota e potenzialmente 

importanti nella risposta all’ambiente della 

pianta. Una via per l’utilizzazione di questi dati è la 

costituzione di database di sequenze espresse nelle 

varie località il cui prodotto si voglia tipizzare; ma, 

soprattutto, la possibilità di incrociare ed integrare i 

dati di espressione come quelli qui descritti, con i 

dati relativi al profilo proteico e metabolico dei tuberi 

maturati nelle stesse condizioni, in modo da costituire 

un profilo unico di ciascuna combinazione fra varietà 

e luogo di origine del prodotto. 

Un altro elemento da prendere in considerazione 

per valutare l’analisi del trascrittoma mediante microarray 

come elemento di caratterizzazione della 

patata, è che i confronti sono stati effettuati su tuberi 

maturi e dormienti; da notare che, almeno nel materiale 

del 2009, il numero di geni differenzialmente 

espressi è stato comparabile a quello riportato da 

Ducreux et al. (2008), ma che in ogni caso il numero 

di geni che mostra regolazione è piuttosto basso 

rispetto al numero di sequenze rappresentate sul 

microarray (intorno al 4-5% al massimo). Questo è 

probabilmente dovuto al fatto che si sono esaminati 

tuberi dormienti, e che forse per questo specifico 

livello di analisi, una fase pre-maturità, durante la 

quale il tubero in sviluppo potrebbe essere maggiormente 

influenzato da specifiche condizioni ambientali, 

potrebbe essere più indicata di un’analisi dei 

trascritti di un tubero ormai entrato in dormienza. 

Questa ulteriore possibilità andrà monitorata nel lavoro 

futuro, confrontando una stessa varietà in due 

diverse località, ben caratterizzate nelle loro differenze 

climatiche ambientali e pedologiche, in almeno 

2 o 3 fasi dello sviluppo del tubero prima della 

maturazione; è possibile che la regolazione di geni 

che governano l’accrescimento ed il riempimento 

del tubero, ovviamente esclusi dall’analisi effettuata 

su tuberi maturi, possa fornire indicazioni più utili ai 

fini di una caratterizzazione geografica. 

L’analisi di espressione genica fornisce dunque un 

prezioso supporto ad altre modalità di analisi del 

prodotto tubero, ma la sua complessità è tale da 

richiedere attente indagini preliminari, ripetute in 

molte annate ed in diverse e ben caratterizzate condizioni 

ambientali. 

Bibliografia 

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the International Solanaceae Project (SOL). Comp Funct Genom 

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and analysis of the tuber crop potato. Nature 2011;475:189-95. 

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Heterologous microarray experiments allow the identification of 

the early events associated with potato tuber cold sweetening. 

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13. Fischer RL, Bennett AB. Role of cell wall hydrolases in fruit ripening. 

Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 1991;42:675-703. 

Finanziamenti.—Lavoro svolto con il finanziamento del MiPAF per il 

progetto TIPIPAPA (Tipicizzazione e caratterizzazione di varietà precoci 

di patata con l’impiego di tecniche molecolari e spettroscopiche). 



Progettazione e sintesi di DNA ricombinante 

come standard per la determinazione quantitativa 

di ingredienti geneticamente modificati in alimenti 

A. CIRILLO, S. DEL GAUDIO, G. DI BERNARDO, F. GAGLIONE, U. GALDERISI, M. CIPOLLARO 

L ’impiego di Organismi Geneticamente Modificati 

(OGM) e di prodotti derivati da OGM nella catena 

alimentare è sottoposto a precise regolamentazioni 

in diversi paesi allo scopo di garantire la libertà 

di scelta dei consumatori. L’Unione Europea 

ha reso obbligatoria l’etichettatura dei cibi nei casi 

in cui in essi sia presente una percentuale maggiore 

dello 0.9% di ingredienti geneticamente modificati 

(Reg.1829/2003) 1. Lo sviluppo di metodi affidabili 

per la quantificazione di OGM assume pertanto un 

ruolo sempre crescente. 

L’amplificazione del DNA attraverso PCR real 

time 2 (reazione a catena della polimerasi in tempo 

reale) costituisce attualmente l’analisi di elezione 

per la rilevazione di OGM nelle matrici alimentari 

in quanto permette di sfruttare l’alta sensibilità 

della metodica per ottenere la quantificazione del 

contenuto di OGM 3. 

Nelle reazioni di PCR real time, per la costruzione 

delle curve di riferimento, vanno inclusi una serie 

di calibratori che, di norma, sono costituiti dal DNA 

estratto da farine ottenute dalle cultivar vegetali di 

interesse, certificate dall’Istituto di Riferimento per 

i Materiali e le Misure (IRMM, Belgio). L’impiego 

di tali farine presenta, tuttavia, alcuni punti deboli: 

innanzitutto la deperibilità dei materiali, il loro costo 

e l’impossibilità di reperire materiale certificato 

per tutti gli eventi geneticamente modificati (GM). 

Come calibratori alternativi si possono impiegare 

molecole di DNA ricombinante costituite da un vet- 

Autore di contatto: G. Di Bernardo, Sezione di Biotecnologie e Biologia 

Molecolare “A. Cascino”,Dipartimento di Medicina Sperimentale, 

Seconda Università degli Studi di Napoli, Via Costantinopoli 16, 80138 

Napoli, Italia. E-mail: gianni.dibernardo@unina2.it 

Sezione di Biotecnologie e Biologia Molecolare “A. Cascino” 

Dipartimento di Medicina Sperimentale 

Seconda Università degli Studi di Napoli, Napoli, Italia 

tore plasmidico in cui sono integrate differenti sequenze 

bersaglio quali le sequenze transgeniche e 

quelle del gene endogeno di riferimento 4. L’impiego 

di DNA ricombinante come standard rappresenta 

un’interessante innovazione nell’ambito della certificazione 

OGM. In letteratura sono, infatti, presenti 

diversi lavori 4-7 che hanno come scopo la sintesi e 

l’utilizzo di questi calibratori, testimoniando il notevole 

interesse per questo argomento. Innanzitutto il 

DNA plasmidico può essere prodotto in quantità illimitata 

attraverso il clonaggio in cellule batteriche. Le 

collaudate procedure di estrazione e conservazione 

consentono di ottenere un DNA altamente purificato 

e di poter costruire curve di calibrazione in un qualunque 

intervallo di concentrazione. La possibilità 

di effettuare un’analisi quantitativa anche nei casi 

in cui non siano disponibili gli standard certificati 

dall’IRMM costituisce il vantaggio maggiore offerto 

da queste molecole. 

In questo lavoro viene descritta la progettazione 

e realizzazione di un calibratore plasmidico per la 

quantificazione della patata EH92-527-1, unica varietà 

di patata GM ammessa alla commercializzazione 

in Europa, ottenuta dalla cultivar Prevalent, attraverso 

l’introduzione del gene “GBSS” (granule bond 

starch syntase protein), deputato alla produzione di 

amilosio. La varietà contiene il 98% di amilopectina 

ed il 2% di amilosio contro l’85% di amilopectina ed 

il 15% di amilosio della cultivar tradizionale, pertan- 


CIRILLO PROGETTAZIONE E SINTESI DI DNA RICOMBINANTE 

to il tubero GM, contenendo una minore quantità 

di amilosio, si presta meglio alla lavorazione industriale. 

Il calibratore plasmidico descritto in questo lavoro 

contiene in tandem due frammenti target (evento-specifico 

e specie-specifico) necessari per la determinazione 

quantitativa di EH92-527-1 attraverso 

la PCR real time. La costruzione del tandem è stata 

ottenuta utilizzando la tecnica della PCR overlapping 

4 che prevede l’uso di primer progettati ad 

hoc per ottenere ampliconi parzialmente complementari 

tra loro. 

Nell’ambito della tracciabilità dei prodotti OGM 

lungo la filiera produttiva è stato affrontato il problema 

della loro rilevabilità anche in prodotti lavorati. 

Infatti, mentre l’amplificazione del DNA estratto da 

matrici non lavorate (semi, foglie) o poco lavorate 

(sfarinati) non presenta particolari problemi, l’analisi 

dei prodotti lavorati risulta più difficoltosa poiché 

i procedimenti meccanici, termici e chimici possono 

danneggiare il DNA causando idrolisi, depurinazione, 

cross-linking ed ossidazione 8. È stato anche 

dimostrato 9, 10 che i metodi di estrazione possono 

avere un effetto significativo sulla resa e sulla qualità 

del DNA e che ciascuna matrice alimentare richiede, 

pertanto, l’individuazione del metodo di estrazione 

più appropriato o l’ottimizzazione di esso. La presenza 

di un DNA danneggiato e frammentato comporta 

una ridotta efficienza di amplificazione o, addirittura, 

l’impossibilità di rilevare le sequenze target 

quando si utilizzano ingredienti processati o quando 

questi ingredienti siano presenti in tracce. La strategia 

di preamplificazione, una tecnica di biologia 

molecolare che consente di aumentare la sensibilità 

della PCR Real time e conseguentemente il numero 

di target analizzabili in DNA estratti da alimenti 

lavorati 11 è stata applicata alla rilevazione di OGM 

in prodotti lavorati contenenti mais e/o soia con 

l’obiettivo di risolvere le problematiche su esposte. 


Materiali 

Sono stati usati materiali di riferimento (Sigma- 

Aldrich St. Louis, UK) certificati dall’IRMM contenenti 

100% (ERM-BF421b) e 0% (ERM-BF421a) di 

farina di patata EH92-527-1, 5% (ERM-BF412f), 1% 

(ERM-BF412d) e 0.1% (ERM-BF412b) di farina di 

mais Bt11, 5% (ERM-BF410f), 1% (ERM-BF410d) e 

0.1% (ERM-BF410b) di farina di soia RR. I campioni 

di controllo (GeMSU09A, GeMSU09B, GeMSU22A 

e GeMSU22B) sono stati acquisiti presso il “Central 

Science Laboratory”, (UK) nell’ambito del circuito 

FAPAS (Proficiency testing schemes). 

Le matrici alimentari (farina di soia, polenta, snack 

salato, snack al mais, merendina alla frutta, pane di 

soia, latte di soia) sono state reperite in negozi locali, 

ad eccezione del mix shake e dei semi di soia 

tostati, forniti da un agente di vendita. 

Primer e sonde TaqMan 

Le sequenze dei primer e delle sonde TaqMan 

(ADH1, LE1, p35S, tNOS, mais Bt11, soia RR) 

sono quelle riportate nella norma UNI EN ISO 

21570:2005 12. Le sequenze dei primer e delle sonde 

specifiche dell’evento transgenico EH92-527-1 

sono suggerite dal protocollo di amplificazione 

proposto dal Community Reference Laboratory 

(CRL). I primer e le sonde TaqMan per l’amplificazione 

del gene endogeno UDP-glucose pyrophosphorylase 

(UGP-ase), per il gene codificante per 

il tRNA della leucina (tRNA leu) e per la sequenza 

codificante il terminatore del gene della nopalina 

sintasi (tNOS) sono stati disegnati impiegando il 

software Primer Express 5.0 (Applied Biosystems). 

Il primer St527-r1- tail è stato progettato “ad hoc” 

per la esecuzione della PCR overlapping. 

Per la progettazione dei primer specifici per tLeu, 

un gene plastidiale altamente conservato nelle specie 

vegetali, sono state allineate sequenze di mais, 

soia, colza, grano, riso, cotone e patata. La presenza 

di diversi polimorfismi nella sequenza compresa tra 

i primer ha impedito la progettazione di una sonda 

e pertanto l’amplificazione in PCR Real time di tLeu 

è stata effettuata impiegando, in alternativa, l’intercalante 

aspecifico SYBR Green. 

I primer e le sonde sono state preparate in parte 

dalla ditta Eurofins MWG Operon, in parte dalla ditta 

Life Technologies. 

Metodi 

EstrazionE dEl dna 

Le matrici alimentari sono state polverizzate attraverso 

l’uso di mortaio e pestello in presenza di 

azoto liquido. L’estrazione del DNA è stata effettuata 

impiegando un metodo basato sull’utilizzo del bromuro 

di cetil-trimetilammonio (CTAB) secondo il 

protocollo descritto in UNI EN ISO 21571:2005 13. 

Tutte le estrazioni sono state condotte in duplica- 


PROGETTAZIONE E SINTESI DI DNA RICOMBINANTE CIRILLO 

to. La concentrazione del DNA è stata determinata 

impiegando lo spettrofotometro Nanodrop ND1000 

(Thermo Scientific, Wilmington, DE). L’integrità del 

DNA estratto è stata verificata mediante corsa elettroforetica 

su gel di agarosio all’1% in TE (Tris-EDTA). 

rEalizzazionE dEl calibratorE plasmidico: pcr ovErlapping 

Amplificazione del DNA da farina di patata con 

primer specie-specifici ed evento specifici. 

Le reazioni di amplificazione dei frammenti target 

nella prima fase della PCR sono state condotte impiegando 

100ng di DNA estratto da farina di patata 

100% OGM in un volume totale di 25 µl di una solu- 

zione 3 mM MgCl 2, 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl pH 

9.0, 0.1% Triton X-100, 200 µM dNTP e 2.5 U di AmpliTaq 

Gold DNA Polymerase (Applied Biosystems) 

(Figura 1). 

Il primer St527-r1- tail è costituito, a partire 

dall’estremità 5’, da 12 nucleotidi complementari ad 

un tratto dell’estremità 5’ del primer UGPf e condivide 

poi la sequenza dei primi 15 nucleotidi del primer 

st 527-r, in modo tale che l’amplicone ottenuto 

con i primer Event 527 bf1 e St527-r1-tail contenga 

una sequenza complementare all’amplicone ottenuto 

con i primer UGPf e UGPr. 

Dopo una fase di denaturazione iniziale del DNA 

a 95 °C per 6 minuti, i 35 cicli di amplificazione 

prevedono una fase di denaturazione a 95 °C per 45 

Figura 1. — Schema semplificativo della reazione di PCR overlapping. In una prima reazione di PCR vengono amplificati separatamente 

il frammento evento-specifico e quello specie-specifico. In una seconda reazione di PCR i prodotti della prima amplificazione vengono 

miscelati in eguale quantità e sottoposti ad amplificazione. Il risultato è l’integrazione in tandem dei due ampliconi. Il riquadro rappresenta 

uno stadio intermedio della seconda reazione di PCR in cui le estremità 3’ delle molecole ibride sono estese dalla Taq DNA polimerasi. 



secondi, una fase di annealing ed estensione a 60°C 

per 45 secondi. 

Le sequenze dei primer (evento-specifici) Event 

527 bf1 e St527-r1- tail, dei primer (specie-specifici) 

UGPf e UGPr diretti contro una porzione del gene 

UGP-ase e le relative concentrazioni d’uso sono riportate 

in Tabella I, pannello A. 

Blunt ending degli ampliconi. 

Il trattamento con la T4 DNA polimerasi è stato 

condotto in un volume totale di 100 µl di una soluzione 

165 mM tris-acetato pH 7.9, 330 mM sodio 

acetato, 50 mM DTT, 100 µM dNTP, 10 U T4 DNA 

polimerasi (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) in presena 

di 3µl di prodotto di PCR. La miscela è stata incubata 

a 11°C per 15 minuti, in ghiaccio per 2 minuti 

ed incubata a 75°C per 10 minuti per l’inattivazione 

dell’enzima. 

Integrazione in tandem dei frammenti specie-specifici 

ed evento specifici. 

La reazione di amplificazione della seconda fase 

della PCR overlapping è stata condotta in un volume 

totale di 25 µl di una soluzione 1,5 mM MgCl 2, 50 mM 

KCl, 10 mM Tris-HCl pH 9.0, 0,1% Triton X-100, 200 

µM dNTP, 0.2 µM di ciascun primer (Event 527bf1 ed 

UGPr), 2,5 U di AmpliTaq Gold DNA Polymerase (Applied 

Biosystems) in presenza di 0,5 µl del prodotto di 

PCR ottenuto per l’amplificazione del gene endogeno 

UGP-ase e 0,5 µl del prodotto di PCR evento-specifico 

dopo trattamento con T4 DNA polimerasi. Dopo una 

fase di denaturazione iniziale del DNA a 95 °C per 6 

minuti, i 40 cicli di amplificazione prevedono una fase 

di denaturazione a 95 °C per 45 secondi, una fase di 

annealing ed estensione a 60 °C per 45 secondi. 

La dimensione attesa dell’amplicone è di 196 bp. 

tabElla i. — Sequenze dei primer e delle sonde utilizzate per la realizzazione del calibratore plasmidico (Pannello A) e per la 

preamplificazione (Pannello B). Da sinistra a destra troviamo il target, il nome del primer e della sonda, le sequenze, le concentrazioni 

d’uso e le dimensioni attese dell’amplicone. 

Target 

Pannello A 

Primer e sonda Sequenza Concentrazione (nM) 

Dimensione 

dell’amplicone 

UGP-ase UGP f 5’-TGGCCTCTGTGGTGGACAA-3’ 900 

UGPr 5’-TCTCTTCACATGTCCAAACCATCT-3’ 300 

62 

UGP probe 5’-VIC-CTGAGGGAAGCGAGACT-BHQ-3’ 100 

Evento EH92-527-1 Event 527 bf1 5’-GTGTCAAAACACAATTTACAGCA-3’ 900 

St527-r1 5’-TCCCTTAATTCTCCGCTCATGA-3’ 900 

134 

St527-S1 5’-FAM-AGATTGTCGTTTCCCGCCTTCAGTT-TAMRA-3’ 160 

Pannello B 

St527-r1- tail 5’-CCACAGAGGCCATCCCTTATTCTCCG-3’ 100 196 

Leu tRNA tLeu F 5’-TCCAAATTCAGAGAAACCCTGG-3’ 200 180 bp 

tLeu R 5’-GCTAAGCAATCTTGTCGAAGGT-3’ 200 

ADH1 ADH F3 5’-CGTCGTTTCCCATCTCTTCCTCC-3’ 300 134 bp 

ADH R4 5’-CCACTCCGAGACCCTCAGTC-3’ 300 

ADH1-MDO 5’-FAM-AATCAGGGCTCATTTTCTCGCTCCTCA-TAMRA-3’ 200 

LE1 GM1-F 5’-CCAGCTTCGCCGCTTCCTTC-3’ 600 74 bp 

GM1-R 5’-GAAGGCAAGCCCATCTGCAAGCC-3’ 600 

Sonda GM1 5’-FAM-CTTCACCTTCTATGCCCCTGACAC-TAMRA-3’ 120 

p35S 35S-F 5’-GCCTCTGCCGACAGTGGT-3’ 300 82 bp 

35S-R 5’-AAGACGTGGTTGGAACGTCTTC-3’ 900 

35S-TMP 5’-FAM-CAAAGATGGACCCCCACCCAC-TAMRA-3’ 100 

tNOS tNOS-F 5’-CAAACATTTGGCAATAAAGTTTCTTAAG-3’ 300 98 bp 

tNOS-R 5’-TTATTACATGCTTAACGTAATTCAACAG-3’ 300 

Sonda tNOS 5’-FAM-TCCTGTTGCCGGTCTTGCGATGATTATC-TAMRA-3’ 120 

Evento Bt11 Bt11 3JF 5’-GCGGAACCCCTATTTGTTTA-3’ 750 70 bp 

Bt11 3JR 5’-TCCAAGAATCCCTCCATGAG-3’ 750 

Bt11 3JFT 5’-FAM-AAATACATTCAAATATGTATCCGCTCA-TAMRA-3’ 250 

Costrutto RR RR1-F 5’-CATTTGGAGAGGACACGCTGA-3’ 600 74 bp 

RR1-R 5’-GAGCCATGTTGTTAATTTGTGCC-3’ 600 

Sonda RR1 5’-FAM-CAAGCTGACTCTAGCAGATCTTTC-TAMRA-3’ 120 



clonaggio dEl costrutto in cEllulE battErichE 

Gli ampliconi ibridi ottenuti dalla PCR overlapping 

sono stati integrati nel plasmide pCR 2.1 attraverso 

l’uso del kit TA Cloning Kit (Invitrogen), clonati 

in cellule batteriche chimicamente competenti 

di E. coli “One Shot Top 10 Chemically Competent 

E. coli” (Invitrogen) secondo le indicazioni del fornitore 

e piastrate su un terreno di coltura selettivo 

contenente ampicillina (Sigma-Aldrich). Le colonie 

ottenute sono state sottoposte a mini preparazione 

plasmidica utilizzando il kit Nucleo Spin Plasmid 

(Macherey-Nagel, Düren, Germany) secondo le 

istruzioni del fornitore. 800 ng di DNA plasmidico 

sono stati sequenziati utilizzando il kit “CEQ 8000 

dye terminator cycle sequencing with quick start kit’’ 

protocol” (Beckman Coulter Fullerton, CA) utilizzando 

il sequenziatore automatico CEQ8000 (Beckman 

Coulter). 

linEarizzazionE dEl calibratorE plasmidico 

La digestione di 1 µg di plasmide viene condotta 

in un volume totale di 25 µl di una soluzione 

100 mM NaCl, 50 mM Tris-HCl, 10 mM MgCl 2, 

1 mM DTT in presenza di 20 U dell’enzima di restrizione 

BssHII e 20 U dell’enzima di restrizione BglII. 

La miscela è stata incubata a 37 °C per 2 ore e la 

presenza di DNA digerito è stata verificata con una 

corsa elettroforetica su gel di agarosio all’ 1,2 %. 

prEamplificazionE 

La procedura sperimentale di preamplificazione 

come indicato da Del Gaudio et al., (2009) è stata 

eseguita utilizzando 9 pmol di ciascun primer (Tabella 

I, pannello B) per ottenere una pooled mix. 

Le condizioni di reazione prevedono la preamplificazione 

di 200 ng di DNA in un volume totale di 50 

µl, contenente 25 µl di TaqMan PreAmp Master Mix 

(Applied Biosystems) e 6.25 µl di pooled mix. La reazione 

condotta in un termociclatore Veriti (Applied 

Biosystems), prevede una fase di denaturazione del 

DNA a 95 °C per 10 minuti, seguita da 10 cicli di amplificazione 

così costituiti: denaturazione del DNA a 

95 °C per 15 secondi, 4 minuti a 60 °C per annealing 

ed estensione. I prodotti della preamplificazione 

sono stati diluiti 1:5 con il buffer 1X Tris-EDTA ed 

usati come stampo per le successive PCR Real time. 

Per ciascun target la PCR real time è stata condotta 

in triplicato sia su campioni preamplificati che non 

preamplificati, utilizzando il termociclatore DNA Engine 

Opticon 2 MJ Research (Biorad). Sia per la reazione 

con SYBR Green sia con sonde TaqMan, 5 µl 

di DNA sono stati amplificati in un volume totale di 

reazione di 25 µl con primer specifici per il target di 

interesse alle condizioni descritte in Del Gaudio et 

al. (2009) 11. 

Raccolta ed analisi dei dati 

Le curve di calibrazione sono state costruite diluendo 

serialmente il DNA estratto dalla farina al 

5% di mais Bt11, ottenendo 258 129, 65, 16 e 5 ng 

di DNA corrispondenti a 4734, 2366, 1184, 296, 98 

copie della sequenza transgenica e 94676, 47340, 

23680, 5920, 1960 copie del genoma di mais per 

reazione 14. 

Il DNA estratto dalla farina al 5% di soia RR è 

stato diluito serialmente ottenendo 100, 50, 12.5, 4.2 

ed 1.4 ng di DNA corrispondenti a 4425, 2212, 533, 

184, 61 copie della sequenza transgenica e 88495, 

44248, 11062, 3687, 1229 copie del genoma di soia 

per reazione. 

Le curve di calibrazione per la quantificazione 

dell’evento EH92-527-1 sono state costruite utilizzando 

DNA estratto da farina al 100% di OGM diluito 

in rapporto 1:10 in DNA estratto da farina di patata 

0% OGM al fine di ottenere un campione di DNA 

al 10%. I campioni a percentuale nota di EH92-527-1 

pari a 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 5% sono stati ottenuti miscelando 

quantità opportune di DNA estratto da farina 

al 100% con DNA estratto da farina di patata 0%. 

Per la costruzione della curva di riferimento sono 

state eseguite diluizioni in H2O bidistillata pari a 

200, 66.6, 22.2, 7.04, 2.46, 1 ng di DNA corrispondenti 

a 11111, 3704, 1234, 411, 137, 46 copie della 

sequenza transgenica e 111111, 37036, 12346, 4115, 

1372, 457 copie del genoma di patata per reazione. 

Le curve di calibrazione utilizzando il calibratore 

plasmidico sono state eseguite diluendo il DNA plasmidico 

digerito al fine di ottenere 107, 106, 105, 104, 103, 102, 50, 25 copie della sequenza transgenica ed 

endogena per reazione. 5 µl di ciascuna diluzione 

sono stati utilizzati in una reazione condotta in 25 µl 

di soluzione 1X TaqMan Universal PCR Master Mix, 

utilizzando primer e sonde alle concentrazioni d’uso 

indicate in Tabella III. 

I valori di Ct in funzione del log10 del numero 

di molecole sono stati utilizzati per determinare il 

contenuto di OGM del campione incognito come 

rapporto espresso in percentuale tra il numero di 



molecole del transgene ed il numero di molecole 

del gene endogeno. Per ciascun valore è stata riportata 

la media, la deviazione standard (SD) e la 

deviazione standard relativa (RSD o CV). Per la determinazione 

del LOD (limite di rilevamento) si è 

proceduto calcolando il più basso numero di copie 

corrispondenti ad un RSD≤33%. Per la determinazione 

del LOQ (limite di quantificazione) si è proceduto 

calcolando il più basso numero di copie corrispondenti 

ad un RSD≤25%. 

L’efficienza di amplificazione è stata determinata 

amplificando diluzioni seriali del DNA mediante la 

seguente formula: 10 (-1/slope)-1. 

L’analisi statistica è stata effettuata con l’ausilio del 

software GraphPad (Prism 5). Per analizzare le differenze 

significative tra i campioni preamplificati e 

non preamplificati, è stato eseguito il test ANOVA 

a due code: un valore di probabilità P


tabElla ii. — Valori di pendenza, efficienza di amplificazione, coefficiente di correlazione, LOD e LOQ delle rette di calibrazione 

per la sequenza endogena (UGPase) e transgenica (EH92-527-1) relativi ad esperimenti di Real-time PCR in cui il plasmide 

linearizzato è stato utilizzato come calibratore. 

UGPase EH92-527-1 

Pendenza Efficienza R2 Pendenza Efficienza R2 -3,36 98,43 0,99 -3,70 86,32 0,99 

-3,51 92,70 0,99 -3,69 86,64 0,99 

-3,57 90,59 0,99 -3,68 86,95 0,99 

-3,46 94,54 0,98 -3,60 89,57 0,98 

-3,55 91,30 0,99 -3,65 87,92 0,99 

LOD 6 LOD 21 

LOQ 33 LOQ 148 

tabElla iii. — Valori misurati del contenuto percentuale di EH92-527-1 nei campioni a concentrazione nota ottenuti impiegando 

il calibratore plasmidico. In tabella sono riportati: il valore atteso corrispondente al contenuto percentuale noto di OGM 

nei campioni analizzati; il valore misurato e la deviazione standard relativa (RSD); il fattore di calibrazione calcolato come 

rapporto tra il valore misurato ed il valore atteso; il valore misurato corretto ottenuto dal rapporto tra il valore misurato ed il 

fattore di calibrazione e la deviazione standard relativa ad esso associato. 

Valore atteso 

(%) 

Valore misurato 

(%) 

RSD (%) 

basato sull’impiego del CTAB è risultato quello più 

efficace tra tutti quelli utilizzati per l’estrazione di 

DNA dalle matrici alimentari in esame (dati non mostrati). 

L’amplificabilità dei DNA estratti con questo 

metodo dalle matrici di interesse è stata valutata mediante 

l’amplificazione del gene tRNA leu. Risultati 

positivi sono stati ottenuti per tutti i campioni in 

esame come mostrato in Tabella IV. 

Per quanto riguarda l’individuazione di OGM, è 

stata dapprima effettuata l’amplificazione delle sequenze 

specie-specifiche, quali ADH1 per il mais 

e LE1 per la soia i cui risultati sono riassunti nella 

Tabella IV: quattro campioni contenevano DNA di 

mais (polenta, snack salato, snack al mais, mix shake), 

cinque contenevano DNA di soia (farina di soia, 

mix shake, semi di soia tostati, pane di soia, latte di 

soia) e solo uno conteneva il DNA di entrambe le 

specie vegetali (mix shake). La sequenza del promotore 

35S è stata rilevata in cinque campioni (farina 

di soia, polenta, mix shake, pane di soia, latte di 

soia) mentre il terminatore NOS è stato rilevato in 

tre campioni (mix shake, pane di soia, latte di soia). 

Fattore di 

calibrazione 

Valore misurato 

corretto (%) 

0,1 3,800 x 10 -6 20,789 3,8 x 10 -5 5,430 x 10 -4 29,466 

0,5 0,004 4,040 0,008 0,500 3,968 

1 0,017 55,704 0,017 2,125 55,718 

2 0,009 13,793 0,005 1,225 11,673 

5 0,034 42,353 0,007 4,881 42,041 

Media 27,336 0,007 28,573 

I campioni di snack salato, snack al mais e semi di 

soia tostati, pur contenendo mais, soia o entrambe 

le specie, sono risultati negativi all’amplificazione 

del promotore 35S e del terminatore NOS. 

Per quanto riguarda le matrici alimentari contenenti 

soia gli estratti risultati positivi alla fase di screening 

(mix shake, pane di soia, latte di soia) sono 

stati sottoposti ad una PCR costrutto-specifica che 

prevedeva l’amplificazione della regione di giunzione 

tra il promotore 35S e la sequenza del Chloroplast 

Transit Peptide (CTP) che precede la sequenza 

del gene EPSPS presente nella soia Roundup Ready. 

I risultati (Tabella IV) indicano che le matrici in 

esame contengono effettivamente soia transgenica 

derivante dall’evento di trasformazione GTS 40-3-2 

(Roundup Ready), regolarmente autorizzato nell’ambito 

dell’UE. 

Per la specie Zea mays l’identificazione è stata 

limitata all’evento Bt11. Gli estratti risultati positivi 

all’analisi di screening (polenta e shake mix) sono 

stati saggiati impiegando una coppia di primer ed 

una sonda specifici per la regione di giunzione tra 

Vol. 24 - Suppl. 1 al N. 1 MINERVA BIOTECNOLOGICA 29 

RSD 

(%)


tabElla iv. — Sono riportati media, deviazione standard e coefficiente di variazione dei valori di Ct ottenuti dall’amplificazione 

di sette geni target, I. — campioni preamplificati rispetto ai non preamplificati mostrano una riduzione altamente significativa 

(p< 0,0001) del valore di Ct in un intervallo tra 3,03 e 7,45. 

leu tRNA adh1 le1 

Matrice 

Non 

non 

Non 

Preamplificato preamplificato Preamplificato preamplificato Preamplificato preamplificato 

Farina di soia 16,52±0,14 0,85% 19,54±1,05 

- - 22,30±0,23 27,48±0,30 

5,37% 

1,03% 

1,09% 

Polenta 12,22±0,01 16,06±0,47 19,57±0,32 25,69±0,33 

- - 

0,13% 

2,92% 

1,63% 

1,28% 

Snack salato 12,68±0,02 17,49±0,09 29,08±0,16 34,65±0,67 

- - 

0,16% 

0,52% 

0,57% 

1,93% 

Snack al mais 11,49±0,22 14,44±0,30 20,09±0,13 25,23±0,74 

- - 

1,91% 

2,10% 

0,64% 

2,91% 

Merendina alla 14,83±0,50 19,46±0,62 

- - - - 

frutta 

3,37% 

3,19% 

Mix shake 18,17±0,14 22,70±0,84 29,04±0,38 34,37±0,50 20,33±0,34 25,86±0,37 

0,76% 

3,7% 

1,30% 

1,47% 

1,67% 

1,43% 

semi di soia tostati 19,31±0,38 22,79±0,17 

- - 19,48±0,14 25,32±0,38 

1,97% 

0,74% 

0,72% 

1,50% 

Pane di soia 13,25±0,35 17,42±0,41 

- - 22,75±0,40 28,37±0,23 

2,66% 

2,36% 

1,75% 

0,81% 

Latte di soia 14,62±0,35 19,48±0,82 

- - 18,63±0,30 24,67±0,22 

2,41% 

4,2% 

1,61% 

0,89% 

l’estremità 3’ del costrutto ed il genoma della pianta 

ospite ottenendo risultato positivo solo per il DNA 

estratto da polenta. 

Tutte le reazioni di amplificazione in PCR Real 

time sono state condotte sia sui campioni preamplificati 

che non preamplificati ed i risultati sono stati 

confrontati per verificare l’applicabilità della tecnica 

ed individuarne gli effettivi vantaggi. I parametri che 

sono stati considerati sono: la sensibilità, la linearità, 

la precisione, l’efficienza e l’accuratezza. 

La Tabella IV riporta i valori medi, la deviazione 

standard (SD) e la deviazione standard relativa (CV) 

dei valori di Ct. I campioni preamplificati, rispetto a 

quelli non preamplificati, hanno mostrato un significativo 

miglioramento dei valori di Ct (P


p35S tNOS mais Bt11 RR soia 

Non 

non 

non 

non 

Preamplificato preamplificato Preamplificato preamplificato preamplificato preamplificato preamplificato preamplificato 

31,00±0,00 36,25±1,06 

- - NT NT - - 

- 

2,92% 

29,83±0,02 34,85±0,32 

- - 32,50±0,30 39,45±0,60 NT NT 

0,07% 

0,92% 

0,92% 

1,5% 

- - - - NT NT NT NT 



33,84±0,40 38,38±0,44 35,55±0,07 38,76±1,07 

- - 34,88±0,08 40,15±0,30 

1,20% 

1,15% 

0,20% 

2,76% 

0,23% 0,75% 


34,38±1,12 

3,26% 

23,05±0,22 

0,95% 

37,29±0,52 

1,39% 

28,10±0,46 

1,64% 

Discussione 

31,67±0,15 

0,47% 

30,63±1,30 

4,24% 

38,22±0,59 

1,54% 

38,08±1,02 

2,69% 

tabElla v. — Efficienze di amplificazione dei diversi campioni e target. 

L’impiego di DNA ricombinante come standard 

rappresenta un’interessante innovazione nell’ambito 

della certificazione OGM. La sua progettazione, realizzazione 

ed applicazione presenta tre fasi critiche: 

a) clonaggio della sequenza GM desiderata; b) accuratezza 

delle diluizioni del plasmide; c) verifica che 

il calibratore plasmidico si comporti in maniera equivalente 

a quello costituito da DNA genomico (commutabilità) 

5. Per quanto riguarda il primo parametro, 

i risultati ottenuti dal sequenziamento dell’inserto 

NT NT 32,53±0,14 

0,43% 

NT NT 32,71±0,24 

0,75% 

38,36±0,61 

1,59% 

38,59±0,25 

0,65% 

Campione 

Preamp, 

Leu tRNA 

Non-preamp, Preamp, 

ADH1 

Non-preamp, Preamp, 

LE1 

Non-preamp, 

Farina di soia 0,49 0,66 - - 0,92 0,66 

Polenta 0,79 1,00 0,81 0,69 - - 

Snack salato 0,91 1,00 0,87 0,91 - - 

Snack al mais 0,87 1,00 0,90 0,90 - - 

Merendina 

alla frutta 

0,76 0,99 - - - - 

Mix shake 0,44 1,10 1,03 1,15 0,90 0,87 

Semi di soia tostati 0,55 0,80 - - 0,77 0,76 

Pane di soia 0,70 1,09 - - 0,91 0,84 

Latte di soia 0,83 1,11 - - 0,93 0,94 

integrato nel plasmide pCR2.1 hanno confermato il 

corretto clonaggio della sequenza GM. Per quanto 

riguarda la seconda fase un calibratore plasmidico 

che contenga entrambi i target (evento-specifico e 

specie-specifico) necessari per la quantificazione garantisce 

un errore minore nelle diluizioni. 

Infine, per verificare che il calibratore plasmidico 

si comporti in maniera equivalente a quello costituito 

da DNA genomico è necessario valutare una serie 

di requisiti che prendono in esame l’applicabilità e 

la commutabilità. 

Per la verifica della applicabilità del protocollo di 



tabElla vi. — Risultati dell’analisi quantitativa condotta su DNA estratto da prodotti lavorati, materiali di riferimento certificati 

(IRMM) e provenienti da proficiency test (FAPAS). I risultati sono espressi come percentuale di OGM±deviazione standard e 

coefficiente di variazione (%). Il valore del limite di quantificazione (LOQ) per il mais Bt11 e la soia RR è, rispettivamente, pari 

a 0.07% e 0.05%. 

OGM Matrice 

DNA 

preamplificato 

mais Bt11 Polenta 0,12±0,02 

19,32 

0,1% mais Bt11 (IRMM) 0,07±0,01 

12,13 

1% mais Bt11 (IRMM) 0,66±0,20 

30,29 

FAPAS GeMSU09A (farina di mais + Bt11) 1,42±0,36 

25,26 

quantificazione di EH92-527-1 nei prodotti alimentari 

sono stati valutati i requisiti minimi, Minimum 

Performance Requirements, che un buon metodo 

analitico per la rivelazione di OGM basato sulla PCR 

Real time deve soddisfare 15. Essi comprendono diversi 

aspetti tra i quali: 

— la specificità (il metodo deve essere eventospecifico); 

— l’efficienza di amplificazione (il coefficiente 

angolare della retta di taratura o slope, proporzionale 

all’efficienza di amplificazione, deve essere 

compreso nel seguente intervallo di valori: -3.1


La verifica della commutabilità del metodo che 

utilizza il calibratore plasmidico è stata realizzata 

effettuando esperimenti di quantificazione di campioni 

a percentuale nota di EH92-527-1. I dati riportati 

in Tabella III indicano che nell’ambito del range 

considerato si evidenziano significative deviazioni 

del contenuto percentuale di OGM rispetto al valore 

atteso, accompagnati da una RSD superiore al 

25%. È stato calcolato un fattore di calibrazione 12 

che indica la variazione del valore misurato rispetto 

a quello noto. Anche in questo caso la RSD mostra 

valori superiori al 25%. 

I risultati di commutabilità contrastano quindi con 

i dati di efficienza, R 2, LOD e range dinamico. Le discrepanze 

osservate possono essere dovute ad errori 

di accuratezza nella preparazione dei campioni a 

percentuale nota di EH52-927-1. La preparazione di 

campioni a percentuali note è inevitabile in quanto 

la farina a concentrazione nota di riferimento da cui 

essi sono ottenuti è disponibile in commercio solo 

alla percentuale del 100%. 

La strategia attuata per il rilevamento di OGM 

è basata su uno screening iniziale per le due più 

comuni sequenze di regolazione (promotore 35S e 

terminatore Nos) associato all’amplificazione di sequenze 

specie-specifiche per mais e soia. Infine, sulla 

base dei risultati di screening, la strategia prevede 

amplificazioni costrutto e/o evento specifiche per 

identificare e quantificare la soia Roundup Ready 

(RRS) ed il mais Bt11. Come già accennato abbiamo 

applicato a tutte le fasi della strategia di rilevamento 

una procedura di preamplificazione basata sull’utilizzo 

del reagente TaqMan ® PreAmp Master Mix 

(Applied Biosystems) e di una miscela di coppie di 

primer e sonde specifiche per i marcatori da analizzare. 

In questo contesto la tecnologia di preamplificazione 

ha aumentato la sensibilità della reazione di 

amplificazione in PCR Real time. 

L’efficienza della PCR deve essere valutata per eseguire 

una determinazione quantitativa attendibile del 

contenuto di OGM 16. La riduzione dell’efficienza di 

amplificazione di tRNA leu nei campioni preamplificati 

rispetto ai non preamplificati potrebbe essere legata 

ad una possibile interazione dei primer all’interno 

della pooled mix utilizzata nella reazione di preamplificazione. 

Una spiegazione alternativa è stata fornita 

da Coudry e collaboratori (dati non pubblicati) che 

hanno evidenziato una riduzione dell’amplificazione 

dei geni altamente espressi in campioni di cDNA preamplificati. 

e questo potrebbe essere vero anche per 

geni ad alto numero di copie come tRNA leu. 

Conclusioni 

I vantaggi offerti dall’uso di calibratori plasmidici 

sono molteplici e testimoniati da diversi lavori 

presenti in letteratura. In particolare, accanto 

alla quantità illimitata di tali molecole che si può 

ottenere, esse offrono la possibilità di effettuare 

un’analisi quantitativa anche nei casi in cui non 

siano disponibili i calibratori certificati dall’IRMM. 

La loro realizzazione e soprattutto la loro applicazione 

alla quantificazione di OGM in DNA estratto 

da matrici alimentare presenta, però, non poche 

difficoltà. 

I dati ottenuti in questo lavoro dimostrano che i 

risultati di quantificazione ottenuti con un calibratore 

plasmidico non risultano sempre commutabili 

con quelli ottenuti con l’uso di un calibratore a 

DNA genomico, anche se nell’ambito dei Minimum 

Performance Requirements diversi parametri, quali 

efficienza, R 2 e LOD vengono soddisfatti. 

La tecnologia di preamplificazione ha aumentato 

la sensibilità della reazione di amplificazione in PCR 

Real time, risultando utile in particolare per i target 

presenti in basso numero di copie aumentando inoltre 

il numero di target analizzabili in DNA estratti da 

alimenti lavorati. 

I risultati ottenuti con la reazione di preamplificazione 

indicano che essa non influisce sull’affidabilità 

del dato quantitativo, suggerendo che tale strategia 

possa trovare interessanti applicazioni in tutti quei 

campi che richiedono analisi quantitative mediante 

PCR Real time. 

Riassunto 

La rilevazione e la quantificazione degli organismi geneticamente 

modificati (OGM) negli alimenti viene effettuata mediante 

la Reazione a Catena della Polimerasi in Tempo reale 

(PCR Real time). L’impiego di tale tecnica è condizionata da 

due fattori critici: la scelta di calibratori adeguati e un DNA 

di qualità e quantità adeguate. In questo lavoro sono descritti 

esperimenti relativi all’applicabilità di un calibratore plasmidico 

come standard per la determinazione quantitativa della 

patata EH92-527-1. Inoltre, vengono presentati risultati ottenuti 

applicando la tecnica di preamplificazione al DNA estratto 

da alimenti lavorati per migliorare la sensibilità della PCR real 

time ed aumentare il numero di target analizzabili. 

Parole chiave: Reazione a catena della polimerasi in tempo 

reale - DNA, recombinant - Organismi geneticamente modificati. 



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Ringraziamenti. — Questo lavoro è dedicato alla memoria del Prof. 

Antonino Cascino. 

Finanziamenti. — Questo progetto è stato finanziato dal Ministero 

delle Politiche Agricole e Forestali (MIPAF) Progetto Speciale MI- 

PAF: “Tipicizzazione e caratterizzazione di varietà precoci di patata 

con l’impiego di tecniche molecolari e spettroscopiche” (2008-2011) 

a M.C. 


La tipizzazione in campo alimentare è uno degli 

aspetti di maggior rilievo nell’ambito della prevenzione 

delle frodi, della sicurezza e della valorizzazione 

degli alimenti. Tra i prodotti dell’agricoltura 

italiana, la patata riveste un ruolo molto importante, 

soprattutto per quel che riguarda la produzione 

extra-stagionale o “precoce” (ciclo invernale-primaverile), 

molto apprezzata dai consumatori nazionali 

e nord-europei. Tale produzione, tuttavia, è talvolta 

contaminata da materiale proveniente dal nord 

Africa o da Cipro, da zone quindi che non sono 

quelle tipiche della produzione di patata extrastagionale 

(Campania, Sicilia, Puglia) e che non sono 

sottoposte ad appropriati controlli di qualità e sicurezza. 

Pertanto, il presente lavoro si propone di 

individuare marcatori proteici per alcune varietà di 

patata precoce (Solanum tuberosum L.) coltivate 

nel Sud Italia mediante l’impiego di metodologie 

proteomiche. La proteomica, infatti, può aumentare 

la possibilità di descrivere le proprietà nutrizionali, 

biologiche, conformazionali e di interazioni funzionali 

delle proteine alimentari ampliando la possibilità 

di “definizione di qualità” di prodotti destinati 

all’alimentazione. 

I proteomi ottenuti per ciascuna varietà hanno messo 

in evidenza una grande abbondanza di patatine, 

gruppo di glicoproteine aventi funzione di conservazione 

e difesa. Sono state rilevate differenze significative 

tra diverse cv e nell’ambito della stessa 

cv proveniente da diverse regioni non in termini di 

numero, ma di intensità di spot, quindi di espres- 

Autore di contatto: M. A. Rao, Dipartimento di Scienze del Suolo, 

della Pianta dell’Ambiente e delle Produzioni Animali, Università degli 

Studi di Napoli Federico II, Portici, Napoli, Italia. 

E-mail mariarao@unina.it 


La proteomica quale strumento di tipizzazione 

di cultivar precoci di patata 

R. SCELZA, F. RUSSO, L. GIANFREDA, M. A. RAO 

Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta, 


Università degli Studi di Napoli Federico II, Portici 

Napoli, Italia 

sione di proteine. Analisi di spettrometria di massa 

saranno necessarie per identificare le proteine individuate. 

Parole-chiave:

SCELZA LA PROTEOMICA 

La composizione nutrizionale degli alimenti può 

essere influenzata dalla diversità dei territori, per 

cui il prodotto tradizionale tipizzato assume un 

ruolo fondamentale per la sostenibilità salutistica e 

sanitaria, sia per l’uomo che per l’animale, nonché 

per il territorio stesso, con riflessi positivi anche 

sulla sostenibilità economica. Inoltre, la tipizzazione 

in campo alimentare è uno degli aspetti di 

maggior rilievo nell’ambito della prevenzione delle 

frodi, della sicurezza e della valorizzazione degli 

alimenti 2. 

La proteomica rappresenta dunque un prezioso 

strumento per la caratterizzazione alimentare di 

uno specifico territorio. È, infatti, possibile ottenere 

delle vere e proprie impronte (fingerprinting) di 

mappe bidimensionali polipeptidiche dei prodotti 

tradizionali tipizzati, che vengono poi registrate 

come immagini in banche dati e che possono essere 

utilizzate, nelle analisi di tracciabilità, per verificare 

la presenza di alcuni parametri di tipicità e di 

salubrità nel prodotto in esame 3. 

Tra i prodotti dell’agricoltura italiana la patata riveste 

un ruolo molto importante, soprattutto per quel 

che riguarda la produzione extrastagionale 4-6. Le 

condizioni climatiche di alcune aree costiere dell’Italia 

meridionale (Campania, Sicilia e Puglia) e la nota 

capacità di adattamento della patata a condizioni non 

ottimali di temperatura, radiazione solare e fotoperiodo, 

permettono di realizzare due cicli di coltivazione 

extrastagionali: uno autunno-vernino-primaverile 

e l’altro estivo-autunno-vernino, temporalmente differenti 

da quello ordinario primaverile-estivo. Con il 

primo ciclo si ottiene la classica e affermata produzione 

precoce (denominata anche primaticcia o novella), 

realizzata tra marzo e giugno. Con il ciclo estivoautunnale 

si realizza, invece, la produzione invernale 

o di secondo raccolto o bisestile, che in questi anni 

ha visto aumentare la propria importanza relativa, in 

virtù soprattutto della favorevole e interessante dislocazione 

temporale delle raccolte, che consente la 

commercializzazione della patata durante tutto l’anno. 

Le patate extrastagionali sono molto apprezzate 

dai consumatori nazionali e nord-europei, anche 

se, talvolta, tale produzione è contaminata da 

materiale proveniente dal nord Africa o da Cipro, 

da zone quindi che non sono quelle tipiche della 

produzione di patata extrastagionale e che non 

sono sottoposte ad appropriati controlli di qualità 

e sicurezza. 

Pertanto, lo scopo del presente lavoro è la carat- 

terizzazione proteomica di alcune varietà di patate 

extrastagionali (Spunta, Arinda, Antea, Agria, Agata, 

Sieglinde) provenienti dal sud Italia, in particolare 

da Campania, Puglia e Sicilia, al fine di identificare 

eventuali marcatori proteici legati al luogo di provenienza 

del prodotto. 


Preparazione del campione 

Dopo la raccolta, un campione di 500 g di tuberi 

è stato prelevato in maniera casuale, eliminando 

quelli con evidenti attacchi fitopatologici. I tuberi 

selezionati sono stati lavati prima in acqua corrente 

per eliminare tracce di suolo, poi in acqua deionizzata, 

e quindi asciugati con carta assorbente. Ciascun 

tubero è stato tagliato ortogonalmente rispetto 

alla sua lunghezza maggiore in otto sezioni, di cui 

sono state scartate le due sezioni apicali 7. Le sei 

sezioni più interne sono state poi rapidamente tagliate 

in cubetti e questi ultimi mescolati con quelli 

provenienti da altri tuberi dello stesso campione, 

sottoposti allo stesso trattamento (Figura 1). 

Sono stati prelevati 200 g di cubetti e subito 

congelati per immersione in azoto liquido fino al 

raggiungimento dell’equilibrio termico. I campioni 

sono stati poi trasferiti e conservati temporaneamente 

a -80 °C, liofilizzati, e infine ridotti in polvere 

con un blender in acciaio e conservati a -20 °C. 

Estrazione della frazione proteica 

I tuberi liofilizzati sono stati sottoposti a prove 

di estrazione della frazione proteica al fine di individuare 

una procedura che risultasse efficace nella 

visualizzazione del loro intero corredo proteico. 

Per l’analisi 2-D la preparazione del campione rappresenta 

un fattore critico, soprattutto nel caso di 

tessuti vegetali dove si riscontra un basso rapporto 

quantità di proteine/volume di estrazione e un’alta 

concentrazione di sostanze interferenti quali pigmenti, 

enzimi proteolitici, carboidrati, ecc. 

Sono stati selezionati due metodi tra quelli maggiormente 

riportati in letteratura in cui era previsto 

l’impiego di fenolo o di sodio dodecilsolfato 

(SDS) 3. 

Per quanto riguarda il metodo di estrazione con 

fenolo, il tubero liofilizzato (0,25 g) è stato omogeneizzato 

con 4 ml di tampone di estrazione (sac- 


LA PROTEOMICA SCELZA 

Figura 1. — Preparazione dei tuberi. 

carosio 0,7 M, EDTA 50 mM, KCl 0,1 M, tiourea 

10 mM, TRIS 0,5 M, PMSF 2 mM, DTT 50 mM) e 

incubato per 10 minuti in ghiaccio. L’omogenato è 

stato poi centrifugato (15 min a 13000 g e 4 °C) e il 

surnatante è stato sottoposto a una nuova estrazione 

con 5 ml di una soluzione di fenolo tamponata a 

pH 8 mediante agitazione a 1800 rpm per 10 minuti 

a temperatura ambiente. Dopo la centrifugazione 

(10 minuti a 6000 g), un’ulteriore estrazione è stata 

eseguita sulla fase fenolica con 5 ml del tampone 

di estrazione mediante agitazione a 1800 rpm per 

10 minuti e centrifugazione nuovamente come già 

descritto. Il tampone è stato rimosso e la precipitazione 

delle proteine contenute nella fase fenolica è 

stata ottenuta mediante aggiunta di 20 ml di acetato 

di ammonio in metanolo 0,1 M, con tempo di reazione 

di 16 ore a -20 °C e centrifugazione a 20000 

g per 20 minuti a 4 °C. 

Il precipitato è stato lavato due volte con 4 ml di 

una soluzione fredda di ammonio acetato in metanolo 

0,1 M e una volta con una soluzione fredda 

di ditiotreitolo (DTT) 10 mM in acetone. Il pellet 

così lavato è stato essiccato all’aria per 30 minuti 

a temperatura ambiente e poi solubilizzato in 1 ml 

di tampone di reidratazione (urea 5 M, tiourea 2M, 

CHAPS 2% p/v, C 7BzO 2% p/v, DTT 20 mM, TCEP- 

HCl 5 mM) per le analisi successive. 

La procedura prevista nel metodo di estrazione 

con SDS è pressoché simile: il tubero liofilizzato 

(0,25 g) è stato miscelato ed incubato a 65 °C per 

10 minuti con 2 ml di tampone di lisi (SDS 4% p/v, 

saccarosio 5% p/v, polivinilpirrolidone (PVP) 10% 

p/v, DTT 0,3% p/v, fosfato di sodio 20 mM a pH 

7). L’omogenato è stato raffreddato per 15 minuti 

in ghiaccio prima della centrifugazione (15 minuti 

a 15000 g e 4 °C). Il surnatante è stato centrifugato 

una seconda volta prima della precipitazione ottenuta 

mediante l’aggiunta di 8 ml di una soluzione 

fredda di 10 mM DTT in acetone, con tempo di reazione 

di 16 ore, e della successiva centrifugazione a 

20000 g per 20 minuti a 4 °C. Il precipitato proteico 

è stato lavato 2 volte con DTT 10 mM in acetone 

e poi essiccato all’aria per 30 minuti a temperatura 

ambiente prima di essere solubilizzato in 1 ml di 

tampone di reidratazione per le analisi successive. 

Determinazione della concentrazione proteica 

La concentrazione proteica è stata valutata mediante 

il 2-D Quant Kit (GE Healthcare) utilizzando 

una soluzione di sieroalbumina 2 mg ml-1 per la 

costruzione della retta di taratura. Le analisi sono 

state eseguite in triplicato. 

Analisi elettroforetica 

Gli estratti proteici sono stati sottoposti dapprima 

ad elettroforesi monodimensionale SDS-PAGE per 

verificare l’avvenuta estrazione. Le proteine presenti 

nel campione, precedentemente solubilizzato in 



tampone riducente SDS, sono state separate su gel 

al 10% di poliacrilammide secondo il metodo Laemmli 

8. 

Dopodiché è stata eseguita l’analisi 2-D. L’isoelettrofocalizzazione 

(IEF) è stata effettuata utilizzando 

IPG strip di 17 cm, pH 4-7 (Bio-Rad) sulle 

quali sono stati caricati circa 500 µg di proteine. 

Dopo la reidratazione attiva delle strip a 50 V per 

12 h, la focalizzazione è stata eseguita mediante 

una PROTEAN ® IEF Cell, (Bio-Rad) utilizzando le 

seguenti condizioni: da 0 a 500 V in 1 h, da 500 a 

1000 V in 8 h, da 1000 a 5000 V in 3 h, da 5000 a 

10000 V fino ad un massimo di 60000 V/h. Prima 

kD 

250 

150 

100 

75 

50 

37 

St 

CN 

P1 

P2 

P3 

25 

20 

Volume caricato: 20 μL 

Campione: Agria (AG-C A 1) 

S1 

S2 

Acrilammide 10% 

St = standard molecolari 

CN = controllo negativo 

P1 = Estr. fenolica rep. 1 



S1 = Estr. con SDS rep. 1 



Figura 2. — Gel SDS-PAGE degli estratti proteici della cv Agria, 

ottenuti con i diversi metodi di estrazione. 

Protein (mg·g -1 ) 

40 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

Agria 

Agria 

Spunta 

Spunta 

S3 

Antea 

Antea 

Figura 4. — Contenuto proteico delle cv di patata raccolte nelle tre Regioni italiane. 

Antea 

Arinda 

Arinda 

Arinda 

della seconda dimensione le strip sono stare equilibrate 

per 15 minuti in 3 ml di tampone di equilibrazione 

(urea 6 M, SDS 2%, Tris-HCl 0,375 M pH 8,8, 

glicerolo 20%) contenente DTT 130 mM e successivamente 

per 15 minuti in 3 ml di tampone di equilibrazione 

contenente 135 mM iodoacetammide. Per 

la seconda dimensione sono stati preparati gel al 

12% di poliacrilammide. La seconda dimensione è 

stata realizzata a 12 mA/gel per 30 minuti e 24 mA/ 

gel per 6 h mediante una PROTEAN ® II XL Multi- 

Cells, (Bio-Rad). 

La scansione dei gel, colorati con Coomassie 

colloidale G-250 9, è stata eseguita mediante den- 

Figura 3. — Gel SDS-PAGE preparati con diversi volumi degli 

estratti proteici della cv Agria, ottenuti con i diversi metodi di 

estrazione. 

38 MINERVA BIOTECNOLOGICA Marzo 20125 

kD 

250 

150 

100 

75 

50 

37 

25 

20 

St 

CN 

P1 

S1 P1 S1 P1 S1 P1 S1 

Volume caricato: 2.5 μL 5 μL 10 μL 15 μL 

Campione: Agria (AG-C A 1) 

Sieglinde 

Sieglinde 

Sieglinde 

Sieglinde 

Spunta 

Spunta 

Elvira 

Elvira 

Acrilammide 10% 

St = standard molecolari 

CN = controllo negativo 

P1 = Estr. fenolica 

S1 = Estr. con SDS 

Campagnia Sicilia Puglia 

Sieglinde 

Sieglinde 

Sieglinde


sitometro GS-800 (Bio-Rad) e l’acquisizione delle 

immagini è stata realizzata utilizzando il software 

PDQuest (Bio-Rad). 

Le corse elettroforetiche mono- e bi-dimensionali 

sono stati eseguite in duplicato. 

Risultati 

Confronto dei metodi di estrazione 

I metodi di estrazione proteica basati, rispettivamente, 

sull’uso di fenolo e di SDS sono stati testati 

sulla cv Agria. Per verificare l’efficienza estrattiva 

dei due metodi messi a confronto, i campioni ottenuti 

dalle due diverse estrazioni sono stati sottoposti 

ad analisi elettroforetica monodimensionale 

SDS-PAGE. Dai risultati ottenuti è emerso che 

nel campione di tubero erano presenti proteine di 

diverso peso molecolare e che il metodo basato 

sull’uso di fenolo è risultato più efficiente (Figura 

2). In particolare quest’ultimo ha mostrato una 

maggiore efficienza nell’estrazione di proteine ad 

alto peso molecolare (75 e 100 kD), mentre quello 

basato sull’utilizzo di SDS è risultato più efficiente 

per le proteine a più basso peso molecolare (


Tabella I.


tato da Delaplace et al. 3, ha permesso di estrarre 

una maggior quantità di proteine e di ottenere gel 

di migliore qualità. La concentrazione di proteine 

riscontrata nelle cv siciliane oggetto di studio (Antea, 

Arinda e Spunta) è risultata maggiore rispetto a 

quelle campane e pugliesi, probabilmente a causa 

di fattori ambientali. Infatti la temperatura durante 

la crescita della pianta, le origini geografiche, la 

data di raccolta ed il tempo di conservazione possono 

influenzare le proprietà della patata 11-14. La 

quantità di proteine misurata nei tuberi oggetto di 

studio è stata comunque maggiore rispetto a quella 

riportata in letteratura, pari a 1,55 g per 100 g 

di patata liofilizzata 15. Questo risultato potrebbe 

essere spiegato dalla non preventiva eliminazione 

del periderma (o buccia) dai tuberi analizzati, dal 

momento che la buccia è la frazione che contiene 

la maggior concentrazione di proteine 16. 

Le frazioni proteiche estratte dai tuberi provenienti 

dalle diverse regioni oggetto di studio sono 

state analizzate mediante elettroforesi 2D per meglio 

evidenziare il profilo proteico dei tuberi e 

per individuare eventuali marcatori molecolari. Le 

proteine del tubero di patata possono essere classificate 

in tre gruppi: le patatine, gli inibitori delle 

proteasi e altre proteine 17. I primi due gruppi 

rappresentano la frazione principale delle proteine 

della patata. Le varie isoforme sono legate ad attività 

enzimatiche e di inibizione che potrebbero 

avere rilevanza fisiologica 10. Le patatine, in particolare, 

considerate il principale gruppo di proteine di 

conservazione e difesa della patata, rappresentano 

un gruppo di glicoproteine con peso molecolare 

nell’intervallo di 40-45 kDa e il 40% di tutte le proteine 

solubili presenti nei tuberi di patata 18. Da 

quanto riportato in letteratura le patatine sembrano 

essere coinvolte nelle attività di alcuni enzimi, quali 

esterasi degli acidi grassi, aciltransferasi e acil idrolasi 

lipidica 19-21. 

Nei proteomi delle diverse cv analizzate il gruppo 

delle patatine è risultato essere sempre presente 

e sempre molto espresso rispetto al totale delle 

proteine rilevate. Proteine a più basso peso molecolare 

(72 kD) che, in accordo con quanto riportato da 

Lehesranta et al. 7, sarebbero proteine coinvolte nel 

metabolismo dei fenoli e nel loro deposito nei tuberi. 

Conclusioni 

Alla luce dei risultati ottenuti l’analisi proteomica 

dei tuberi di patata può essere considerata un 

buono strumento per individuare marker molecolari 

che possano essere utili all’identificazione e alla 

tipizzazione dei tuberi di patata. Ciò nonostante il 

contributo di una successiva analisi di spettrometria 

di massa che permette l’identificazione delle 

proteine presenti nei gel elettroforetici 2D si rende 

necessario e può rafforzare la validità e l’applicabilità 

delle tecniche proteomiche. 

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properties. Biomaterials 1993;14:51-6. 

Finanziamenti.—La ricerca è stata finanziata dal MiPAF, Progetto 

speciale “Tipizzazione e caratterizzazione di varietà precoci di patata 

con l’impiego di tecniche molecolari e spettroscopiche”. 

Pervenuto il 12 dicembre 2011. 

Accettato il 19 marzo 2012. 


Obiettivo. Negli ultimi anni si è osservato un crescente 

interesse alle proprietà nutraceutiche degli alimenti. 

Poiché il tubero di patata (Solanum tuberosum) rappresenta 

la terza coltura alimentare destinata al consumo 

umano, abbiamo condotto uno studio volto alla 

valutazione del contenuto in metaboliti secondari in 

tuberi di patata precoce appartenenti a diversi cultivar 

e cresciuti in diverse aree geografiche e su differenti 

terreni. 

Metodi. A questo scopo, abbiamo messo a punto tecniche 

analitiche che consentissero lo studio qualiquantitativo 

di numerosi composti, minimizzando i 

trattamenti pre-analitici fonte di problemi di affidabilità. 

Abbiamo così identificato e quantizzato i metaboliti 

maggioritari: acido ascorbico, tirosina, caffeoil 

spermina, triptofano, acido-3-O-caffeoil-5-O-feruloilchinico, 

bis-diidrocaffeoil spermina, acido clorogenico 

e neoclorogenico, ammide dell’acido ferulico, bis 

e tris-diidro-caffeoil-spermidina, rutina, apigenina, 

glicoalcaloidi (α-solanina e α-chaconina), kaemferolo- 

3-O-rutinoside e quercetina dimetil-etere. 

Risultati. I metaboliti più abbondanti nei tuberi di patata 

precoce sono l’acido clorogenico e l’acido ascorbico. 

In particolare, la patata precoce è risultata più 

ricca di quest’ultimo metabolita rispetto alla patata 

comune; metaboliti come flavonoidi, derivati poliammidici 

e triptofano sono risultati presenti in bassissime 

quantità. 

Conclusioni. L’analisi del contenuto in glicoalcaloidi 

dei tuberi di patata precoce studiati ha permesso di 

dimostrare che questi metaboliti sono presenti a concentrazioni 

molto più basse dei limiti critici. L’analisi 

statistica dei risultati ottenuti ha consentito di individuare 

le proprietà metabolomiche preponderanti 

nei cultivar studiati, ma anche di osservare come le 

caratteristiche chimiche del terreno sui quali i diversi 

Autore di contatto: F. Dal Piaz, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche 

e Biomediche, Università di Salerno, via Ponte Don Melillo, 84084 

Fisciano, Salerno, Italia. E-mail: fdalpiaz@unisa.it 


Studio dei metaboliti secondari 

di varietà precoci di Solanum tuberosum 

L. LEPORE 1, M. PESCA 1, N. DE TOMMASI 1, D. CARPUTO 2, F. DAL PIAZ 1 

1Dipartimento di Scienze Farmaceutiche e Biomediche 

Università di Salerno, Fisciano, Salerno, Italia 

2Dipartimento di Scienze del Suolo della Pianta 

dell’Ambiente e delle Produzioni Animali (DISSPAPA) 

Università di Napoli Federico II, Portici, Napoli, Italia 

tuberi sono stati coltivati hanno un effetto chiaro e 

riproducibile sul loro contenuto in alcuni metaboliti 

secondari. 

Parole chiave: Metaboliti secondari - Solanum tuberosum - 

Polifenoli - Glicoalcaloidi. 

Il tubero di patata (Solanum tuberosum) segue solo 

il riso e il grano in importanza mondiale, come coltura 

alimentare destinata al consumo umano. Oltre 

ad avere un alto valore nutrizionale, le patate, come 

altri vegetali, accumulano una serie di metaboliti secondari, 

tra cui composti polifenolici e glicoalcaloidi, 

come mezzo di difesa da insulti sia biotici che abiotici. 

In particolare i polifenoli sono riconosciuti come 

importanti componenti in grado di esercitare effetti 

positivi sulla salute dell’uomo 1, 2, mentre i glicoalca- 

loidi della patata sono noti per la loro tossicità 


3, 4. 

L’interesse per lo studio del contenuto in metaboliti 

secondari della patata precoce nasce dalla crescente 

attenzione posta negli ultimi anni alle proprietà 

nutraceutiche e anti-nutraceutiche degli alimenti 5. 

Nel presente lavoro sono state messe a punto tecniche 

estrattive e analitiche al fine di identificare e 

quantizzare i metaboliti secondari più abbondanti 

nei tuberi di alcune cultivar di patata precoce. I 

metaboliti identificati e successivamente quantizzati

LEPORE STUDIO DEI METABOLITI SECONDARI DI VARIETà PRECOCI DI SolANUm tUBeroSUm 

sono stati: acido ascorbico, tirosina, caffeoil spermina, 

triptofano, acido-3-O-caffeoil-5-O-feruloil-chinico, 

bis-diidrocaffeoil spermina, acido clorogenico 

e neoclorogenico, ammide dell’acido ferulico, bis e 

tris-diidro-caffeoil-spermidina, rutina, apigenina, glicoalcaloidi 

(α-solanina e α-chaconina), kaemferolo- 

3-O-rutinoside, quercetina dimetil-etere. I metaboliti 

più abbondanti nei tuberi di patata precoce sono risultati 

l’acido clorogenico, e l’acido ascorbico (vitamina 

C) 6. Di quest’ultimo metabolita la patata precoce 

risulta più ricca rispetto alla patata comune (30 mg/ 

kg vs. 15 mg/kg), mentre metaboliti come flavonoidi, 

derivati poliammidici e triptofano sono risultati presenti 

in bassissime quantità. L’analisi del contenuto in 

glicoalcaloidi dei tuberi di patata precoce studiati ha 

permesso di dimostrare che questi metaboliti sono 

presenti a concentrazioni molto più basse dei limiti 

critici. Correlando la provenienza geografica e il 

contenuto metabolico delle cultivar studiate, è stato 

possibile dedurre che all’interno della stessa cultivar 

studiate, coltivata in regioni differenti, le differenze 

nel tenore di metaboliti secondari sono significative. 


materiale vegetale 

Sono stati analizzati tuberi di patata precoce delle 

cultivar Arinda, Sieglinde, Spunta prelevati da differenti 

zone di coltivazione nelle regioni Puglia e 

Sicilia (Tabella I). 

estrazione 

L’estrazione è stata effettuata secondo il metodo 

riportato da Shakya et al. (2006) 1-12. I tuberi sono 

stati lavati con acqua deionizzata senza asportarne 

la buccia, asciugati e tagliati longitudinalmente in 

otto parti uguali scartando le due estremità. In seguito 

sono stati ridotti in cubetti e, per evitare reazioni 

di degradazione enzimatica, sono stati immediatamente 

congelati in azoto liquido e liofilizzati. 

Solo dopo la completa disidratazione, il campione 

è stato ridotto in polvere fine mediante l’uso di un 

omogeneizzatore. I campioni polverizzati sono stati 

conservati a -20 °C, al buio, fino all’uso. Sono stati 

pesati 400 mg di liofilizzato e messi in eppendorf da 

2 ml con 0,9 ml di buffer di (50% v/v di MeOH, 50% 

v/v di H 2O, con 2,5% di acido metafosforico e 1 mM 

di EDTA). Le eppendorf contenenti il campione disperso 

nel buffer di estrazione sono state agitate con 

vortex per 1 minuto circa, sottoposte a sonicazione 

per 15 minuti, a bassa temperatura e alla massima 

potenza disponibile. Dopo la sonicazione, le eppendorf 

sono state nuovamente agitate con vortex per 

1 minuto circa, poi centrifugate per 7 minuti, a 4 ºC, 

a 13000 rpm. 

Il surnatante è stato prelevato e trasferito in altre 

eppendorf. Il pellet rimanente è stato riestratto con 

0,6 ml del buffer di estrazione, sonicato e centrifugato. 

Della soluzione dei due surnatanti sono stati 

prelevati 200 µl, congelati a -80 ºC per 15 minuti e 

seccati in Speed Vac (Eppendorf, Amburgo, Germania) 

a temperatura ambiente, per due ore. 

Tabella I. — Siti di campionamento delle differenti aree di coltivazione nelle regioni Puglia e Sicilia. 

Campione Sigla Siti di campionamento Data raccolta 

Arinda (Sicilia) 09-AR-S-A1-3 Torre Milocca (SR) 2009 

Arinda (Sicilia) 09-AR-S-E1-3 Carruba-Riposto (CT) 21/05/2009 

Arinda (Sicilia) 09-AR-S-G1-3 Giardinaccio-Montef. S. Giorgio (ME) 22/05/2009 

Sieglinde (Puglia) 09-SG-P-C1-3 Cisternella (LE) 25/05/2009 

Sieglinde (Puglia) 09-SG-P-D1-3 San Ferdinando (BAT) 26/05/2009 

Sieglinde (Puglia) 09-SG-P-C-COM Puglia 2009 

Sieglinde (Sicilia) 09-SG-S-F2-3 Scala- Torregrotta (ME) 22/05/2009 

Sieglinde (Sicilia) 09-SG-S-I-GIARRE Giarre (CT) 2009 

Sieglinde (Sicilia) 09-SG-S-L-ISPICA Ispica (RG) 2009 

Sieglinde (Sicilia) 09-SG-S-H-MARSALA Marsala (TP) 2009 

Spunta (Puglia) 09-SP-P-A1-3 Chianchi (LE) 25/05/2009 

Spunta (Puglia) 09-SP-P-I1-3 Mola di Bari-Cozze (BA) 2009 

Spunta (Puglia) 09-SP-S-B1-3 Cassibile (SR) 21/05/2009 

Spunta (Puglia) 09-SP-S-C1-3 Acireale-Scura (CT) 21/05/2009 


STUDIO DEI METABOLITI SECONDARI DI VARIETà PRECOCI DI SolANUm tUBeroSUm LEPORE 

Analisi HPlC-DAD 

Le analisi sono state realizzate usando un HPLC- 

DAD Agilent 1200 Series (Agilent Technologies, Palo 

Alto, CA, USA), costituito da una pompa binaria (G- 

1312A), un auto-campionatore (G-1329A), un degassatore 

(G-1322A) e un rivelatore a serie di diodi 

(1315D). I solventi usati sono il metanolo (ottenuto 

da Romil, Cambridge, UK),) per la fase B e l’acqua 

milliQ (preparata usando un Millipore, Bedford, MA, 

USA). Gli standard sono stati acquistati da Extrasynthese 

(Lione, Francia), e Sigma Aldrich (Milano, Italia). 

Le analisi sono state effettuate utilizzando una 

colonna monolitica Onyx (50x2 mm C18, Phemomenex, 

Italia), velocità di flusso utilizzata 0,600 ml/min, 

lunghezza d’onda selezionata 280 nm. I campioni 

sono stati iniettati in triplicato. 

Il gradiente utilizzato è stato: da 0 a 1 min, 100% 

di tampone A (H2O + 0,01% acido trifluoroacetico); 

da 1 a 6,7 min, 0-30% di tampone B (MeOH Merck); 

da 6,7 a 11,7 min, 30-70% di B; da 11,7 a 14,56, 70- 

90% di B; da 14,56 a 18, 90% di B, con un post-time 

di 4 minuti. L’identificazione dei picchi cromatografici 

è stata effettuata mediante analisi di spettrometria 

di massa. Gli standard sono stati preparati alla 

concentrazione di 0,05 mg/ml. La quantificazione 

dei composti fenolici, aminoacidi e acido ascorbico, 

è stata effettuata nelle medesime condizioni di 

analisi dell’estratto. Sono state costruite le curve di 

calibrazione degli standard acido ascorbico, tirosina, 

triptofano, acido ferulico, acido caffeico, acido clorogenico, 

rutina e quercetina. L’acido neoclorogenico è 

stata valutato come equivalente di acido clorogenico. 

I derivati dell’acido caffeico (caffeoil spermina, bis-diidrocaffeoil 

spermina, tris-diidro caffeoil spermidina) 

sono stati studiati come equivalenti di acido caffeico. 

Gli standard sono stati preparati a una concentrazione 

stock di 10 mg/ml in metanolo, eccetto la tirosina 

e triptofano preparate ad una concentazione 10 mg/ 

ml 0,1 N HCl 7. Sono state effettuate iniettate a diversi 

volumi di iniezione (da avere 0,1 µg, 0,5 µg, 1 

µg, 1,5 µg, 2 µg, 3 µg). Riportando in grafico le aree 

dei picchi cromatografici inn funzione delle rispettive 

concentrazioni, è stata ottenuta una curva di calibrazione 

con almeno 6 punti per ogni standard, utile per 

quantizzare i metaboliti. 

Analisi lC-mS 

Le analisi LC-MS/MS sono state eseguite con uno 

strumento di Q-TOF Premier (Waters, Milford, MA, 

USA), dotato di una sorgente electrospray, accoppiato 

ad un HPLC Alliance 2695 (Waters). 

Il tuning e la calibrazione dello strumento sono state 

effettuate utilizzando uno standard puro di Solanina 

([M+H] += m/z 869,07). I campioni sono stati sciolti in 

1,5 ml di acqua, agitati mediante vortex per 1 minuto 

circa, e poi centrifugati per 2 min a 13 rpm. Dalla soluzione 

ottenuta, sono stati prelevati 1 ml a cui sono 

stati aggiunti 20 µl di angiotensina come standard interno. 

Lo standard è stato preparato partendo da una 

soluzione standard 8 mg/ml, successivamente diluito 

fino ad una concentrazione di 40,8 µg/ml. La separazione 

cromatografica è stata condotta iniettando 10 μl 

di ciascun campione su una colonna monolitica Onyx 

(Phenomenex) (50x2 mm, una velocità di flusso 0.4 

ml/min). Il gradiente di eluizione è: 0-1 min buffer A 

al 100% (H2O + 10 mM di acido formico, pH 3,5, con 

NH4OH), 1-6,7 min 0-30% di buffer B (MeOH), 6,7- 

11,7 min 40-70% di buffer B, 11,7-14,56 min 70-100% 

di buffer B, 14,56-20 min 100% buffer B. Le analisi 

sono state condotte in polarità positiva. La temperatura 

della sorgente è stata fissata a 80 ºC, con temperatura 

di desolvatazione di 150 ºC. Il capillary voltage 

usato era pari a 3 kV e il sampling cone 30 eV. La 

collision energy pari a 2, la cell entrance 5, la cell exit 

-20. I metaboliti analizzati mediante HPLC sono stati 

identificati mediante analisi LC-ESI-MS sia dell’estratto 

che di una soluzione multi-standard, contenente 

i principali metaboliti caratterizzati. Il multi-standard 

è stato preparato a partire dai singoli analiti ad una 

concentrazione 100 mg/ml in MeOH. Successivamente 

tutte le soluzioni sono state diluite a 0,1 mg/ml. Di 

ogni standard diluito a 0,1 mg/ml sono stati prelevati 

5 µl e portato a 500 µl finali di acqua. 

Mediante LC-MS sono stati identificati e quantizzati 

i glicoalcaloidi α-chaconina e α-solanina (metodo 

dell’aggiunta standard). I dati sono stati analizzati 

attraverso l’uso del software MassLynx 4.1 (Waters). 

La quantizzazione è stata ottenuta mediante 

la curva di calibrazione, utilizzando come standard 

α-chaconina, α-solanina e apigenina. Gli esperimenti 

sono stati condotti in triplicato, sono stati iniettati diversi 

volumi in modo da ottenere per i glicoalcaloidi 

25 ng, 50 ng, 75 ng, 100 ng, 150 ng e 250 ng e per 

l’apigenina 0,125 ng, 0,25 ng, 1 ng, 1,5 ng. 

Risultati e discussione 

Lo studio dei metaboliti secondari di varietà precoci 

di Solanum tuberosum L. (solanaceae) è stato 



mg/Kg 

1.800 

1.600 

1400 

1200 

1000 

800 

600 

400 

200 

0 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 

09-AR-S-A 09-AR-S-E 

09-AR-S-G 

Figura 1. — ESI (+) LC-MS di un estratto totale di tubero. Picchi: 

(1) acido ascorbico; (2) tirosina; (3) caffeoil spermina, (4) triptofano, 

(5) 3-O-caffeoil-5-O-feruloil acido chinico; (6) bis-diidrocaffeoil 

spermina; (7) acido clorogenico, (8) rutina; (9) Tris(dihydrocaffeoyl) 

spermidine; (10) α-chaconine; (11) α-solanina; (12) kaemferol- 3-Orutinoside; 

(13) 3-OMe-Quercetina; (14) apigenina. 

realizzato utilizzando tuberi raccolti in diversi siti di 

coltivazione in Puglia e Sicilia. Le regioni dei siti 

di raccolta del tubero di Solanum tuberosum rappresentano 

le zone agricole dove si concentra la 

maggior parte della produzione, commercializzazione 

ed esportazione della patata novella in Italia. I 

tuberi freschi sono stati congelati in azoto liquido, 

mg/Kg 

1.800 

1.600 

1400 

1200 

1000 

800 

600 

400 

200 

0 

conservati al buio a -20 °C fino all’uso, l’estrazione è 

stata effettuata in metanolo ed acido meta-fosforico 

utilizzando gli ultrasuoni sul prodotto liofilizzato 7. 

L’identificazione e la quantizzazione dei metaboliti 

presenti negli estratti di tubero è stata ottenuta mediante 

HPLC-DAD, l’analisi quantitativa è stata effettuata 

attraverso curve di calibrazione da standard 

puri. In tutti i tuberi analizzati i metaboliti più abbondanti 

sono risultati acido clorogenico ed ascorbico. 

La definitiva identificazione dei metaboliti secondari 

e l’analisi quali-quantitava dei glicoalcaloidi 

è stata ottenuta mediante LC-MS/MS (Figura 1) 8-10. 

I risultati dello studio quali quantitativo sono mostrati 

nelle Figure 2-4. Analizzando i risultati ottenuti 

per i tuberi della cultivar Spunta un contenuto di 

acido ascorbico e acido clorogenico superiore è stato 

osservato per il campione 09-SP-P-A (1600 mg/ 

kg e 1200 mg/kg rispettivamente) rispetto a quanto 

osservato per gli altri tuberi della stessa cultivar (acido 

ascorbico 900-1200 mg/kg ed acido clorogenico 

400-700 mg/kg, rispettivamente, Figura 3). 

Il contenuto degli analiti identificati nei tuberi della 

cultivar Arinda è risultato mediamente più basso 

rispetto a quanto rilevato per i tuberi della varietà 

Spunta, con l’eccezione di acido ascorbico, tirosina 

ed acido clorogenico, che risultavano i metaboliti 

più abbondanti (44%, 17% e 15%, rispettivamente). 

I flavonoidi e i derivati poliamminici (caffeoil spermina, 

bis-diidrocaffeoil spermina, tris diidrocaffeoil 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 

09-SG-P-C 09-SG-P-D 

09-SG-S-F 09-SG-P-C-COM 

09-SG-S-I-GIARRE 09-SG-S-L-ISPICA 09-SG-S-H-MARSALA 

Figura 2. — Metaboliti (mg/kg di droga secca) osservati nei tuberi della cultivar spunta: (1) acido ascorbico, (2) tirosina, (3) caffeoil spermina, 

(4) triptofano, (5) acido 3-caffeoil-5-o- feruloil chinico, (6) bis-diidrocaffeoil spermina, (7) acido neoclorogenico, (8) acido clorogenico, 

(9) ammide dell’acido ferulico, (10) bis-diidrocaffeoil spermidina, (11) tris-diidrocaffeoil spermidina, (12) flavonoidi,, (13) alcaloidi. 



mg/Kg 

1.800 

1.600 

1400 

1200 

1000 

800 

600 

400 

200 

0 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 

09-SPP-A 09-SPP-I 

09-SPS-B 09-SPS-C 

Figura 3. — Metaboliti (mg/kg di droga secca) osservati nei tuberi della cultivar arinda: (1) acido ascorbico, (2) tirosina, (3) caffeoil spermina, 

(4) triptofano, (5) acido 3-caffeoil-5-o-feruloil chinico, (6) bis-diidrocaffeoil spermina, (7) acido neoclorogenico, (8) acido clorogenico, 

(9) ammide dell’acido ferulico, (10) bis-diidrocaffeoil spermidina, (11) tris-diidrocaffeoil spermidina, (12) flavonoidi, (13) alcaloidi. 

Arinda 

Sieglinde 

Spunta 

Acido ascorbico 

Ammide dell’acido ferulico 

Chlorogenic acid 

Acido 3-0-caffeoil-5-0-feruloil 

chinico 

Flavonoidi 

Acido neoclorogenico 

Totale alcaloidi 

Totale spermina 

Triptofano 

Tirosina 

Figura 4. — Metaboliti (mg/kg di droga secca) osservati nei tuberi 

della cultivar sieglinde: (1) acido ascorbico, (2) tirosina, (3) caffeoil 

spermina, (4) triptofano, (5) acido 3-caffeoil-5-o- feruloil chinico, 

(6) bis-diidrocaffeoil spermina, (7) acido neoclorogenico, (8) acido 

clorogenico, (9) ammide dell’acido ferulico, (10) bis-diidrocaffeoil 

spermidina, (11) tris-diidrocaffeoil spermidina, (12) flavonoidi, (13) 

alcaloidi. 

spermidina e bis diidrocaffeoil spermidina) erano 

presenti in piccole quantità 11-13. Anche i tuberi della 

cultivar Sieglinde presentavano un alto contenuto di 

acido clorogenico, che risultava essere il costituente 

principale tra i metaboliti secondari (31%, corrispondente 

ad un valore medio 800 mg/kg in peso 

secco). In particolare, i tuberi di SG-P-D e 09-SG-P- 

C-COM risultavano particolarmente ricchi in questo 

metabolita, con un contenuto totale pari a 1000 mg/ 

kg. Altri metaboliti secondari osservati con concentrazioni 

elevate sono stati l’acido ascorbico, tirosina, 

glicoalcaloidi, ed acido neoclorogenico risultano rispettivamente 

23%, 17%, 8% e 10% dei metaboliti 

totali. Meno abbondanti sono risultati, come per le 

altre cultivar, flavonoidi, esteri poliamminici (caffeoil 

spermina, bis-diidrocaffeoil spermina, tris diidrocaffeoil 

spermidina e bis diidrocaffeoil spermidina), 

triptofano ed acido ferulico. La variabilità e le analogie 

tra le diverse cultivar di patata precoce e le 

eventuali relazioni tra il contenuto in metaboliti secondari 

e la loro provenienza geografica, sono state 

studiate mediante il confronto del contenuto qualiquantitativo 

dei composti identificati (Figura 5). 

Il contenuto in metaboliti secondari delle cultivar 

Spunta e Arinda risultava simile nonostante i 

campioni analizzati provengano da regioni diverse. 

Il contenuto di acido ascorbico e tirosina variava 

da 35-44% e 11-18% rispettivamente, mentre 

il contenuto in acido clorogenico presentava note- 



a-chaconine a-solanine 

93% 

7% 

Figura 5. — Confronto tra le quantità (mg/kg di droga secca) di metaboliti 

secondari osservati nei tuberi della cultivar Arinda, Spunta, 

Seglinde. 

voli variazioni (dal 16 al 31%, Figura 5). Le abbondanze 

relative dei metaboliti minori, quali i derivati 

poliamminici (caffeoil spermina, bis-diidrocaffeoil 

spermina, tris diidrocaffeoil spermidina e bis diidrocaffeoil 

spermi dina, total spermine), gli alcaloidi e 

i flavonoidi risultavano simili nelle 2 cultivar. I tuberi 

delle cultivar Arinda e Spunta si presentavano 

particolarmente ricchi in acido ascorbico (circa 44% 

per entrambe), mentre quelli della cultivar Sieglinde 

presentavano un contenuto di acido ascorbico 

del 23-26%, il contenuto di acido clorogenico e alcaloidi 

in questa cultivar era leggermente superiore 

rispetto alle altre (31-33%). La quantità di alcaloidi 

osservata in tutte le cultivar analizzate risultava 

omogenea (5-8%), i glicoalcaloidi identificati sono 

l’α-chaconina e l’α-solanina. Il glicoalcaloide più 

abbondante è risultato l’α-chaconina (93%), come 

mostra il grafico in Figura 6. Studi di letteratura 

hanno evidenziato che il contenuto in glicoalcaloidi 

in Solanum tuberosum è proporzionale a quello in 

acido cloro genico 4, ciò è risultato evidente anche 

dai nostri dati come si può osservare nei grafici nelle 

Figure 7-8, l’andamento del contenuto metabolico 

dei glicoalcaloidi è correlato a quello dell’acido 

clorogenico. 

Successivamente, il contenuto in metaboliti secondari 

delle stesse cultivar è stato analizzato rispetto 

al pH dei terreni di raccolta dei tuberi 14. Dai dati 

ottenuti il contenuto di acido ascorbico sembra non 

essere influenzato dal pH (400-600 mg/kg), tirosina 

Figura 6. — Valore medio dei glicoalcaloidi (mg/kg di droga secca) 

osservati nei campioni analizzati. 

Figura 7. — Glicoalcaloidi (mg/kg di droga secca) osservati nei 

campioni (1) 09-AR-S-A, (2) 09-AR-S-E, (3) 09-AR-S-G, (4) 09-SP-P-A, 

(5) 09-SP-P-I, (6) 09-SP-P-B, (7) 09-SP-P-C, (8) 09-SG-P-C, (9) 09-SG- 

P-D, (10) 09-SG-S-F, (11) 09-SG-P-C-COM, (12) 09-SG-S-I-GIARRE, 

(12) 09-SG-S-ISPICA, (13) 09-SG-S-H-MARSALA 

0 

Molto acido Neutro Alcalino 

Figura 8. — Acido clorogenico (mg/kg di droga secca) osservato nei 

campioni (1) 09-AR-S-A, (2) 09-AR-S-E, (3) 09-AR-S-G, (4) 09-SP-P-A, 

(5) 09-SP-P-I, (6) 09-SP-P-B, (7) 09-SP-P-C, (8) 09-SG-P-C, (9) 09-SG- 

P-D, (10) 09-SG-S-F, (11) 09-SG-P-C-COM, (12) 09-SG-S-I-GIARRE, 

(12) 09-SG-S-ISPICA, (13) 09-SG-S-H-MARSALA 

e 3-O-caffeoil-5-O-feruloil-chinico presentavano una 

concentrazione inversamente proporzionale all’aumentare 

del pH (555, 413, 238 mg/kg, e193, 83, 35 


mg/Kg 

mg/Kg 

1.400 

1.200 

1.000 

800 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

1.800 

1.600 

1.400 

1.200 

1.000 

800 

600 

400 

200 

0 

600 

400 

200 

1 2 3 4 5 6 7 

1 2 3 4 5 6 7 

Alcaloidi totali 

8 9 10 11 12 13 14 

Acido clorogenico 

8 9 10 11 12 13 14


100 

50 

0 

2.50 

mg/kg, rispettivamente), triptofano, acido clorogenico 

e acido neoclorogenico presentavano un profilo 

simile e pH dipendente; infatti questi analiti sono 

prodotti in quantità significativamente superiori dai 

tuberi coltivati in terreni alcalini (117, 1200, 400 mg/ 

kg, rispettivamente). In Figura 9 sono riportati i valori 

dell’acido clorogenico in funzione del pH del 

terreno di coltivazione dei tuberi, come appare evidente 

il valore medio di questo analita a pH bassi è 

di circa 300 mg/kg, a pH neutri è di circa 650 mg/ 

kg e cresce significativamente a pH alcalini (circa 

1200 mg/kg). 

Uno studio comparativo dei metaboliti secondari 

presenti nei tuberi della Cultivar Spunta raccolti in 

Sicilia e Puglia evidenziava nei tuberi provenienti 

dalla Puglia un contenuto di acido ascorbico, acido 

clorogenico e alcaloidi maggiore rispetto a quello 

dei tuberi prelevati della Sicilia. I tuberi di Sieglinde 

della Puglia mostravano un contenuto di acido 

ascorbico e tirosina significativamente maggiore rispetto 

ai campioni provenienti dalla Sicilia. La tirosina 

non sembra essere influenzata dal variare della 

5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 Time 

Figura 9. — Acido clorogenico (mg/kg di droga secca) osservato in tuberi cresciuti in terreni a pH acido, neutro e alcalino.** La differenza 

fra le medie osservate è significativa al 95%, P


coalcaloidi (α-solanina e α-chaconina), kaemferolo- 

3-O-rutinoside, quercetina dimetil-etere. Il confronto 

dei profili dei metaboliti secondari osservati per i 

diversi tuberi analizzati è stato effettuato mediante 

comparazioni intra e inter-cultivar. Dalle analisi 

inter-cultivar è emerso che Arinda e Spunta sono 

particolarmente ricche in acido ascorbico. Il contenuto 

in acido clorogenico è abbastanza omogeneo, 

tranne nella cultivar Arinda, dove risulta in quantità 

inferiori. Flavonoidi, derivati poliammidici, triptofano 

sono presenti in bassissime quantità in tutte le 

cultivar analizzate, così come il contenuto in alcaloidi. 

Al fine di determinare eventuali correlazioni tra il 

profilo dei metaboliti secondari quantizzati e la loro 

provenienza geografica, o il pH del terreno in cui i 

tuberi erano stati coltivati, analisi intra-cultivar sono 

state effettuate. Mettendo in correlazione la provenienza 

geografica e il contenuto metabolico delle 

cultivar, è stato possibile dedurre che all’interno 

della stessa cultivar, coltivata in regioni differenti, le 

differenze in metaboliti sono significative, tuttavia 

tali differenze non presentano lo stesso andamento 

per tuberi di cultivar differenti. Dalle analisi intracultivar, 

effettuate per la valutazione dell’effetto del 

pH del terreno (composizione vs. pH), si è potuto 

osservare che il contenuto di acido ascorbico, ammide 

dell’acido ferulico e alcuni derivati delle spermine 

non è influenzato dal pH del terreno, tirosina 

ed acido 3-O-caffeoil-5-O-feruloil chinico presentano 

una concentrazione inversamente proporzionale 

all’aumento del pH, mentre triptofano, acido 

neoclorogenico, acido clorogenico presentano un 

aumento di concentrazione proporzionale all’aumento 

del pH. Le cultivar di patata precoce analizzate 

risultavano una interessante fonte di acido 

ascorbico 15, 16. 

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source of vitamin C. Am J Potato Res 2008;85:277-85. 



Definizione di una firma “geochimico-mineralogica” 

dei suoli destinati alla produzione della patata precoce 

Obiettivo. Definire parametri mineralogici e pattern geochimici 

identificativi dei suoli delle aree di provenienza 

di patate precoci prodotte in tre regioni del sud Italia. 

Per un numero selezionato di campioni, tali parametri 

sono stati ricercati anche nel suolo adeso ai tuberi. 

Metodi. Suolo e tuberi sono stati prelevati a fine ciclo 

produttivo in 12 siti ubicati in Puglia, Campania e Sicilia. 

Dei siti è stato studiato il contesto geologico e sui suoli 

sono stati determinati: granulometria (granulometro 

laser), pH, carbonati totali (calcimetro), carbonio organico 

(Walkley-Black), CSC e basi di scambio (BaCl 2 a pH 

8.2), P assimilabile (metodo Olsen), Fe, Al e Si (ossalato 

e DCB), composizione multielementare (ICP-MS), mineralogia 

(XRD). 

Risultati. I substrati parentali sono riconducibili a tre 

tipologie principali: rocce calcaree, sedimenti alluvionali 

e substrati vulcanici. I suoli sono caratterizzati da tessitura 

sciolta e pH generalmente neutro e subalcalino. La 

maggior parte è povera di carbonati e CO con bassa CSC. 

Quarzo, feldspati, calcite e minerali argillosi in diverse 

quantità relative si associano in ambiente vulcanico con 

ossidi di ferro e alluminosilicati a scarso ordine cristallino. 

Distintivo è il contenuto totale di macro e micronutrienti, 

mentre le quantità biodisponibili degli stessi elementi 

non differenziano altrettanto bene i suoli di aree 

geografiche diverse. Il suolo adeso ai tuberi ha curve 

granulometriche e tracciati XRD simili al suolo tal quale, 

ma più elevate quantità di particelle di minori dimensioni 

che ne differenziano la composizione geochimica. 

Conclusioni. Gli indicatori suolo-dipendenti differenziano 

bene i suoli di provenienza della patata precoce. Il 

suolo adeso ai tuberi con alcune differenze rispecchia la 

mineralogia, la granulometria e la composizione geochimica 

del suolo di provenienza. 

Parole chiave: Suolo - Tracciabilità - Prodotti agroalimentari. 

Autore di contatto: S. Vingiani, Dipartimento di Scienze del Suolo, 

della Pianta, dell’Ambiente e delle Produzioni Animali, Università di 

Napoli Federico II, Via Università, 100, 80055 Portici (Napoli), Italia. 

E-mail: vingiani@unina.it 

S. VINGIANI, M. ZAMPELLA, L. MINIERI, F. TERRIBILE, P. ADAMO 

Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta 


Università di Napoli Federico II, Napoli, Italia 

I l regolamento CE 178/2002, che istituisce la European 

Food Safety Authority, stabilisce principi e requisiti 

generali riguardo alla “rintracciabilità” dei prodotti 

agroalimentari definendola come la capacità di 

ritrovare la traccia o origine dei prodotti. Ciò in risposta 

alle crescenti richieste di sicurezza alimentare da 

parte dei consumatori e all’esigenza delle aziende di 

innovarsi per essere competitive su un mercato sempre 

più globalizzato 1. La denominazione di origine 

ha rappresentato un primo passo finalizzato alla salvaguardia 

dei prodotti agroalimentari, definendo dei 

parametri distintivi che permettono di individuarne la 

tipicità. Il passo successivo è stato l’identificazione e 

valutazione di metodi e tecniche analitiche che forniscano 

informazioni significative per la determinazione 

della zona geografica di origine del prodotto. Tra 

i metodi considerati: l’analisi sensoriale, le tecniche 

spettroscopiche, la risonanza magnetica nucleare, 

i metodi di rilevamento delle impronte elementare 

ed isotopica basati sull’impiego della spettrometria 

di massa 2. Diffuso è l’impiego dell’analisi mediante 

GS-IRMS del rapporto isotopico dei cosiddetti “bioelementi” 

(C, N, O, H e S), il cui valore, tuttavia, risulta 

fortemente influenzato da parametri sia ambientali, 

quali le variazioni climatiche, sia di gestione, quali 

l’impiego di fertilizzanti 3. Diversi altri metodi sono 

attualmente oggetto di studio allo scopo di ottenere 

informazioni univoche circa la provenienza geografica 

degli alimenti. Tra questi, di particolare interesse 


VINGIANI DEFINIZIONE DI UNA FIRMA “GEOCHIMICO-MINERALOGICA” DEI SUOLI DESTINATI ALLA PRODUZIONE DELLA PATATA PRECOCE 

sono quelli basati sull’impiego di traccianti o indicatori 

geogenici e pedogenici caratterizzati da scarsa 

o nulla variazione stagionale o annuale e pertanto 

stabili nel lungo periodo 

4, 5. 

La composizione mineralogica e la concentrazione 

di macro e microelementi del suolo sono, infatti, il 

risultato dell’influenza esercitata per lungo tempo e 

in modo combinato dalla matrice litologica e da tutti i 

fattori attivi nella pedosfera, con particolare riferimento 

all’intensità dei processi di weathering, lisciviazione 

e pedogenesi. Mineralogia e geochimica riflettono 

le interazioni che si stabiliscono tra i fattori di formazione 

del suolo: roccia madre, clima, tempo, rilievo 

ed entità biotiche. Pertanto, suoli formatisi in areali 

geografici diversi tendono ad essere caratterizzati da 

qualità e quantità di minerali diversi la cui identificazione 

e caratterizzazione chimica può consentire 

di ottenere preziose informazioni su tipo e proprietà 

del suolo di appartenenza. Le stesse concentrazioni 

di elementi in traccia nei tessuti delle piante sono regolate 

dal loro contenuto nei suoli, dalla forma in cui 

si trovano e dai fattori che ne influenzano la mobilità, 

nonché dalla capacità di assorbimento da parte dei 

vegetali. 

Sulla base di tali premesse, l’obiettivo principale 

del presente lavoro è stato caratterizzare da un punto 

di vista geo-pedologico le aree di produzione della 

patata precoce oggetto di studio del progetto TI- 

PIPAPA. Tale caratterizzazione ha avuto lo scopo di 

definire parametri mineralogici e pattern geochimici 

identificativi delle aree di provenienza dei tuberi. Per 

un numero selezionato di campioni, tali parametri 

sono stati ricercati anche nel suolo che rimane aderente 

a tuberi raccolti in campo e a tuberi in fase 

di commercializzazione per verificare la possibilità di 

rintracciarne la provenienza. La diversità geo-pedologica 

delle aree di studio considerate ha reso tale 

approccio particolarmente interessante, consentendo 

di definire una firma “geochimico-mineralogica” dei 

suoli destinati alla produzione della patata precoce. 


Inquadramento geologico e geomorfologico delle aree 

di studio 

I punti di campionamento georeferenziati sono 

stati riportati sulla cartografia di Google Earth e per 

ciascuna area di studio è stato realizzato un inquadramento 

geologico e geomorfologico alla scala di se- 

mi-dettaglio. A tale fine sono state utilizzate le Carte 

Geologiche d’Italia in scala 1:100.000, realizzate dal 

Servizio Geologico d’Italia. Le carte sono state consultate 

attraverso il sito web dell’ISPRA 6. Le descrizioni 

di carattere geomorfologico e geologico sono 

state elaborate tenendo conto delle Note illustrative 

allegate alle carte geologiche e di relazioni geologiche 

e geomorfologiche redatte per i singoli comuni e 

disponibili in rete. 

Campionamento e preparazione di suolo e tuberi 

Campioni di suolo di superficie (0-30 cm) e di tuberi 

di patata sono stati prelevati contemporaneamente 

e a fine ciclo produttivo nel periodo maggio-giugno 

2009 in corrispondenza di 12 siti di studio ubicati in 

tipiche aree di produzione della patata precoce di tre 

regioni del sud dell’Italia (Tabella I). In ciascun sito, è 

stata adottata una strategia di campionamento con 3 

repliche di campo. Campioni di tuberi in fase di commercializzazione 

e provenienti dai siti FG-Manfredonia 

(EL-PEcom) e LE-Alliste-Cisternella (SG-PCcom) 

sono stati anche inclusi nello studio. 

Campioni di suolo aderente alla superficie esterna 

dei tuberi sono stati prelevati da campioni selezionati 

di tuberi presi in campo e in fase di commercializzazione, 

mediante lavaggio in acqua ultrapura ed essiccamento 

in stufa a 40 °C. Tutti i campioni di suolo 

sono stati essiccati all’aria e setacciati a 2 mm (terra 

fine), prima delle determinazioni analitiche. 

Determinazioni analitiche 

Le analisi chimiche e chimico-fisiche sono state 

condotte sulla terra fine, secondo i Metodi Ufficiali 

di Analisi Chimica del Suolo 7: il pH è stato misurato 

per via potenziometrica su sospensioni suolo-H2O (rapporto 1:2.5); il carbonio organico con il metodo 

Walkley e Black; la conducibilità elettrica (CE) in 

estratto acquoso con conduttivimetro a cella di misura; 

il calcare totale con determinazione gas-volumetrica 

della CO2; il fosforo assimilabile con il metodo 

Olsen; la capacità di scambio cationico (CSC) con 

BaCl2 a pH 8.2 e le basi di scambio per Spettrometria 

ad Assorbimento Atomico (AAS). La distribuzione 

granulometrica è stata determinata su campioni 

dispersi con sodio esametafosfato, mediante granulometro 

laser, con un sistema Mastersizer 2000 della 

Malvern. Le estrazioni selettive di Fe, Al e Si con 

ossalato d’ammonio acido a pH 3 (Feo, Alo, Sio) e 

Na ditionito-citrato-bicarbonato (Fed, Ald) sono sta- 


DEFINIZIONE DI UNA FIRMA “GEOCHIMICO-MINERALOGICA” DEI SUOLI DESTINATI ALLA PRODUZIONE DELLA PATATA PRECOCE VINGIANI 

Tabella I. — Codici dei campioni di suolo e tuberi raccolti e ubicazione dei siti di campionamento. 

Codice* Varietà Regione Provincia Sito di campionamento Latitudine N Longitudine E 

SP-P A1-2-3 Spunta Puglia Lecce (LE) Alliste-Chianchi 39° 56.254 18° 06.344 

SG-P C1-2-3 Sieglinde “ “ Alliste-Cisternella 39° 54.655 18° 05.102 

EL-P E1-2-3 Elvira “ Foggia (FG) Manfredonia 41° 32.563 15° 53.514 

SP-P F1-2-3 Spunta “ Bari (BA) Bitonto 41° 06.641 16° 43.635 

SP-P I1-2-3 Spunta “ “ Mola di Bari 41° 02.051 17° 07.388 

AR-S A1-2-3 Arinda Sicilia Siracusa (SR) Contrada Milocca 37° 01.581 15° 15.862 

SP-S B1-2-3 Spunta “ “ Agro di Cassibile 36° 58.593 15° 12.270 

SP-S C1-2-3 Spunta “ Catania (CT) Acireale 37° 39.885 15° 09.517 

AR-S E1-2-3 Arinda “ “ Riposto 37° 41.306 15° 10.957 

SG-S F1-2-3 Sieglinde “ Messina (ME) Torregrotta 38° 12.503 15° 20.465 

AR-S G1-2-3 Arinda “ “ Monteforte S. Giorgio 38° 12.536 15° 20.290 

AGR-C A1-2-3 Agria Campania Napoli (NA) Afragola 40° 55.230 14° 20.370 

*codice: XX-Y-Zn, dove XX=varietà (SP: Spunta; SG: Sieglinde; EL: Elvira; AR: Arinda; AGR: Agria), Y: regione (P: Puglia; S: Sicilia; C: Campania), Z: lettera 

progressiva di identificazione del campione, N.: replica dello stesso campione (1,2,3). 

te effettuate secondo i metodi di Schwertmann 8 e 

Mehra e Jackson 9 rispettivamente, ed i contenuti di 

Fe, Al e Si determinati mediante Spettrofotometria ad 

Emissione Atomica, utilizzando un ICP-AES modello 

Liberty 150, Varian. 

Le indagini mineralogiche sono state condotte sulla 

frazione terra fine di tutti i suoli prelevati in campo 

e su una selezione di suoli adesi alle patate, mediante 

l’impiego della diffrattometria a raggi-X (XRD). Campioni 

non orientati sono stati analizzati con un diffrattometro 

RigakuGeigerflex D/Max IIIC, con radiazione 

Co-kα ferro-filtrata. 

L’analisi geochimica o multielemento, finalizzata ad 

accertare la composizione chimica quali-quantitativa 

dei suoli, con particolare riferimento al contenuto di 

macro e micronutrienti, è stata effettuata mediante digestione 

acida ad alta temperatura (HNO 3:HClO 4:HF 

6:3:10) ed analisi degli estratti con ICP-MS. Per l’analisi 

delle frazioni biodisponibili degli elementi presenti 

nel suolo delle aree di campionamento sono stati utilizzati 

due metodi: 1. estrazione mediante EDTA 0.05 

M; 2. estrazione mediante NaNO 3 0.1 M. Le misure 

sono state effettuate mediante ICP-MS. 

Risultati e discussione 

Inquadramento geologico e geomorfologico delle aree 

di studio 

I risultati sono riportati in forma sintetica in Tabella 

II. Le aree di campionamento sono caratterizzate da 

un’ampia variabilità geologica, sia in termini di lito- 

tipo sia di età del substrato roccioso sul quale si rinvengono 

i suoli. Si fa riferimento al substrato roccioso 

poiché la sua determinazione è agevole attraverso le 

carte geologiche. È importante considerare, però, che 

le rocce rinvenute al di sotto di un suolo non sempre 

costituiscono la “roccia madre” dalla cui alterazione 

si forma il suolo e che a questo conferisce proprietà 

chimiche e fisiche. I suoli possono formarsi anche 

da depositi eolici, non riportati in carta geologica e 

nemmeno osservabili in campo. In ogni caso, l’indicazione 

della carta geologica rappresenta il punto 

di partenza per l’identificazione della roccia madre 

del suolo, sebbene non costituisca una informazione 

certa. 

Dallo studio della cartografia geologica nazionale 

è stato osservato che, per quanto riguarda la regione 

Puglia, i substrati rocciosi possono essere ricondotti 

a 3 tipologie principali: 1) calcari detritici stratificati e 

calcari dolomitici del Cretacico (Terziario); 2) calcari 

grossolani e sabbioni calcarei Plio-Pleistocenici (Quaternario); 

e 3) alluvioni per colmata e cordoni litorali. 

Dal punto di vista geomorfologico, invece, i siti si 

differenziano sensibilmente. Alliste ha una morfologia 

simile a quella di tutta la penisola salentina, molto 

dolce e caratterizzata dalla presenza delle serre. Si 

tratta di modesti rilievi allungati in direzione NNO- 

SSE o NO-SE che, unitamente alle aree depresse, rispecchiano 

le condizioni strutturali della zona. Manfredonia 

si colloca in una pianura costiera all’interno 

del golfo omonimo. I sedimenti fluviali nell’area 

costiera sono soggetti a rielaborazione da parte del 

moto ondoso, che produce cordoni litorali. Alcune 

di queste aree, a partire dal 1900, sono state soggette 



Tabella II. — Inquadramento sintetico della geologia delle aree di studio. 

Regione Comune Località 

Formazione 

geologica 

Puglia Lecce Alliste-Chianchi Calcareniti del 

Salento (coeve ai 

Tufi delle Murge) 

Lecce Alliste-Cisternella Calcari di Melissano 

(coeve ai Calcari di 

Mola) 

a bonifiche. Bitonto si colloca nell’area morfologicostrutturale 

del rilievo murgiano (altopiano murgiano). 

Tale “rilievo mostra, anche localmente, il suo tipico 

aspetto di tavolato a vasti ripiani, allungati parallelamente 

alla linea di costa” 10. Nell’altopiano, le rocce 

carbonatiche sono caratterizzate da una successione 

ininterrotta di bacini endoreici, vallette carsiche, doline 

e inghiottitoi 11. In tali depressioni topografiche il 

deposito dell’eluvium sul fondo delle doline occlude, 

più o meno totalmente, gli inghiottitoi e i condotti 

carsici. Altro aspetto caratteristico del territorio è la 

diffusa presenza della “terra rossa”, un suolo molto 

comune in Puglia e prevalentemente nella parte sudorientale 

delle Murge. Mola di Bari è al limite tra la 

scarpata murgiana e l’area dei terrazzi marini della 

fascia costiera. I tratti caratteristici della fascia costiera 

sono dati dai terrazzi di origine marina, leggermente 

degradanti verso il mare, e dai torrenti (lame) che li 

incidono, tutti a corso brevissimo, paralleli tra loro e 

perpendicolari alla linea di costa. 

Per la Sicilia si distinguono quattro tipi litologici: 

1) le biocalcareniti pleistoceniche della Sicilia sud- 

orientale; 2) le lave; 3) le alluvioni vulcaniche del 

monte Etna; e 4) i depositi alluvionali e fluviali della 

Sicilia settentrionale. Dal punto di vista geomorfologico, 

anche i siti siciliani sono molto diversi. I siti 

di Siracusa si collocano sul margine orientale di un 

altopiano prevalentemente calcareo, che a partire da 

quota 1000 m s.l.m degrada gradualmente verso sud 

e verso est, fino al livello del mare. Acireale e Riposto 

si trovano sul versante sud-orientale del monte 

Etna, mentre Torregrotta e Monteforte S. Giorgio occupano 

zone di pianura soggette alla deposizione 

di sedimenti alluvionali provenienti dalla Fiumara di 

Niceto, che sfocia nell’area costiera della Sicilia settentrionale. 

In Campania, il sito di Afragola ha come substrato 

i depositi vulcanici, prevalentemente piroclastici, di 

origine flegrea e vesuviana. Infatti, la zona occupa 

la porzione centrale della Piana Campana, un graben 

peritirrenico al margine occidentale della catena 

appenninica. Individuatasi a partire dal Pliocene superiore, 

è stata coinvolta in processi di subsidenza a 

partire dal Quaternario. La Piana è colmata da oltre 


Litotipi* 

calcareniti, calcari grossolani tipo “panchina”, 

sabbioni calcarei più o meno cementati, 

talora argillosi (“tufi”) 

calcari compatti, a frattura irregolare, grigi e 

nocciola, con intercalati calcari dolomitici e, 

più raramente, dolomie calcaree vacuolari 

Età delle rocce del 

substrato 

Plio- Pleistocene 

(Quaternario) 

Cretacico (Terziario) 

Foggia Manfredonia alluvioni per colmata; cordoni litorali Depositi recenti 

Bari Bitonto Calcare di Bari Calcari detritici in strati e banchi; calcari 

dolomitici; calcari massicci 

Cretacico (Terziario) 

Bari Mola di Bari Calcare di Bari/Tufi Calcari detritici in strati e banchi; calcari Cretacico (Terziario) 

delle Murge dolomitici; calcari massicci; depositi calcareo- Plio-Pleistocene 

arenacei e calcareo-arenaceo-argillosi più 

o meno cementati, con frequenti livelli 

fossiliferi 

(Quaternario) 

Sicilia Siracusa Agro di Cassibile e 

biocalcareniti tenere giallastre che passano Pleistocene 

Contrada Milocca 

verso l’alto e lateralmente ad argille grigioazzurre 

Catania Acireale lave XIV secolo 

Catania Riposto alluvioni, sabbie e ghiaie di natura vulcanica 

e argille fluviali 

Pleistocene 

Messina Monforte S. Giorgio, 

alluvioni, ghiaie e sabbie marine; sabbie, Depositi recenti 

Torregrotta 

ghiaie ed argille fluviali 

Campania Napoli Afragola depositi vulcanici: ceneri e pomici da caduta; 

tufi 

Depositi recenti 

* descrizione della Carta Geologica d’Italia in scala 1:100.000.


4000 m di depositi clastici di ambiente marino, transizionale 

ed alluvionale, vulcaniti e piroclastici. 

La diversità di substrati, riscontrata anche per siti 

di campionamento ubicati all’interno dello stesso 

comune, può costituire un elemento importante, di 

supporto alle indagini analitiche, per la definizione 

della firma “geochimico-mineralogica” dei suoli destinati 

alla produzione di patate di cui si vuole accertare 

la provenienza. 

Caratterizzazione fisica e chimica del suolo 

Dalla combinazione delle diverse percentuali di 

sabbia, limo e argilla risulta che tutti i suoli studiati, 

in accordo con le esigenze colturali della patata, sono 

caratterizzati da una tessitura loam (franco sabbiosa, 

franca e franco limosa) con la sola eccezione dei suoli 

della fascia retrodunale di Manfredonia, prevalentemente 

sabbiosi (Figura 1). 

La determinazione granulometrica, effettuata mediante 

la tecnica della diffrattometria laser, evidenzia 

differenze tra la “particle-size distribution” del suolo 

adeso ai tuberi rispetto al suolo tal quale (Figura 2) 

con una più elevata percentuale di particelle delle dimensioni 

dell’argilla, del limo e della sabbia fine nel 

primo rispetto al secondo. Ciononostante, le curve 

granulometriche hanno un andamento simile, come 

Figura 1. — Tessitura dei suoli studiati. 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

0.01 0.1 1 10 100 1000 3000 

Figura 2. — Curve granulometriche del suolo del sito di studio di 

Manfredonia (FG), del suolo adeso ai tuberi prelevati in campo e ai 

tuberi in fase di commercializzazione provenienti dallo stesso sito. 

descritto da parametri statistici quali la moda primaria 

e la mediana. 

Le principali proprietà chimiche dei suoli studiati 

sono riportate in Tabella III. Sulla base del valore di 

pH i suoli possono essere classificati in: molto acido 

(pH50 g kg -1) solo i suoli pugliesi 

di Manfredonia ed il suolo siciliano Agro di Cassibile. 

Tutti i suoli pugliesi ed i suoli siciliani campionati in 

provincia di Messina sono poveri o molto poveri di 

C organico (CO


Tabella III. — Principali proprietà chimiche dei suoli. Valori medi riferiti al peso secco in stufa (105 °C) e in corsivo dev. standard 

(N.=3). 

è la percentuale di sodio di scambio (ESP=32%) dei 

suoli della fascia retrodunale di Manfredonia. Elevato 

è il contenuto di K scambiabile dei suoli campani di 

Afragola. 

Caratterizzazione mineralogica 

In Tabella IV viene riportata in maniera sintetica 

la composizione mineralogica dei suoli analizzati. In 

tutti i suoli della regione Puglia, l’andicità (espressa 

Puglia Sicilia Campania 

SP-P A SG-P C EL-P E SP-PF SP-PI AR-S A SP-S B SP-S C AR-S E SG-S F AR-S G Agr-C A 

pH H 2O 7,3 4,5 8,8 8,3 6,9 7,2 8,1 4,9 5,2 7,7 6,3 6,5 

0,2 0,2 0,1 0,1 0,7 0,3 0,2 0,1 0,7 0,1 0,8 0,2 

CE dS m -1 0,24 0,77 0,34 0,18 0,14 0,37 0,26 0,47 0,54 0,22 0,28 0,10 

0,05 0,05 0,07 0,02 0,04 0,04 0,18 0,08 0,21 0,05 0,09 0,01 

Calcare totale g kg -1 9 assente 228 16 6 13 276 assente assente 15 assente assente 

0,1 6,6 2,6 2,5 4,5 47,3 1,2 

C.O. g kg -1 9,2 7,6 5,3 10,4 10,6 13,5 17,8 12,6 23,3 5,9 9,3 15,6 

1,7 0,9 1,4 0,8 2,1 0,7 1,2 0,9 5,1 0,3 0,9 0,3 

CSC cmol (+)kg -1 23,4 20,8 4,9 36,4 27,7 51,5 43,2 14,5 17,0 9,3 12,1 21,3 

0,7 0,4 0,2 2,4 1,6 1,9 2,8 1,0 3,3 1,2 1,0 1,6 

Ca-scamb. “ 24,0 3,7 1,3* 41,5 21,9 62,6 33,1* 5,2 6,9 9,8 12,2 16,0 

2,4 1,6 0,6 1,0 5,3 6,0 2,6 0,8 7,5 0,9 4,4 2,31 

Mg-scamb. “ 4,1 3,1 1,2 11,9 5,8 7,9 7,9 1,3 2,2 0,5 1,5 1,7 

0,3 0,5 0,3 0,6 0,7 0,4 1,3 0,3 2,3 0,1 0,5 0,2 

Na-scamb. “ 1,2 2,4 1,6 1,4 0,6 2,4 0,8 0,6 0,8 0,6 0,7 1,1 

0,07 0,13 0,14 0,04 0,04 0,16 0,07 0,04 0,13 0,05 0,01 0,06 

K-scamb. “ 1,8 2,4 0,8 1,1 1,8 1,6 1,3 0,9 1,6 0,9 1,6 2,7 

0,20 0,09 0,37 0,06 0,05 0,33 0,79 0,14 0,78 0,23 0,09 0,04 

P-Olsen mg kg -1 199 510 146 226 318 231 98 220 188 65 156 244 

30,4 46,0 42,3 26,6 54,8 25,3 28,6 24,9 25,9 3,8 12,2 25,3 

*calcolato per differenza tra la CSC e la somma degli ioni sodio, potassio e magnesio. 

Tabella IV. — Composizione mineralogica dei suoli studiati. 

Codice Regione Siti Argille Quarzo Feldspati Calcite Leucite Pirosseni 

SP-P A Puglia Alliste-Chianchi (LE) X XXX 

SG-P C “ Alliste-Cisternella (LE) X XXX X 

EL-P E “ Manfredonia (FG) XX XXX XX XX 

SP-P F “ Bitonto (BA) X XXX X X 

SP-P I “ Mola di Bari (BA) X XXX X 

AR-S A Sicilia Contrada Milocca (SR) X XXX X X 

SP-S B “ Agro di Cassibile (SR) X XXX X XXX 

SP-S C “ Acireale (CT) X XXX 

AR-S E “ Riposto (CT) XXX 

SG-S F “ Torregrotta (ME) XX XXX XX 

AR-S G “ Monforte S. Giorgio (ME) XX XXX XX 

AGR-C A Campania Afragola (NA) XXX XX X 

XXX, XX, X=quantità relativa decrescente 

attraverso il valore % Al o+0,5Fe o) è sempre inferiore 

allo 0,4%, che costituisce il valore soglia al di sotto 

del quale i suoli non hanno né proprietà andiche (% 

Al o+0,5Fe o> 2), né vitriche (% Al o+0,5Fe o tra 0,4 e 2) 

12, e di conseguenza non sono di origine vulcanica. 

Dall’activity ratio (Feo/Fed=0,1) si evince che le forme 

del ferro prevalenti in questi suoli sono quelle 

degli ossidi cristallini, in coerenza con il colore rosso 

di questi suoli. Per quanto riguarda la composizione 

mineralogica ottenuta dall’XRD, il quarzo è il mine- 



rale dominante in tutti i suoli della Puglia, mentre 

secondaria è la presenza dei minerali argillosi. Anche 

i feldspati sono tra i minerali presenti, ad eccezione 

del sito di Alliste-Chianchi, e la calcite viene identificata 

solo a Manfredonia e Bitonto. Considerato 

che sia il quarzo che i feldspati non sono componenti 

delle rocce prevalentemente carbonatiche del 

substrato, è possibile ipotizzare che la pedogenesi di 

questi suoli sia stata influenzata da materiali eolici. 

Per quanto riguarda i suoli della Sicilia, quelli di Torregrotta 

e Monteforte S. Giorgio non risultano né andici, 

né vitrici (% Al o+0,5Fe o


Distanze legami 

1800 

1600 

1400 

1200 

1000 

800 

600 

400 

200 

0 

Capaccio 

Monforte m. 

Dendogramma per 44 casi 

Legame completo 

Distanze Euclidee 

Siracusa 

Manfredonia 

Acireale e 

S. Venerina 

Figura 4. — Dendrogramma di cluster analysis (A) e diagramma di ordinamento PCA (B) dei suoli campionati 

nibili estratte con i due metodi risultano correlate 

tra loro solo nel caso del Li (P




2,5e7 

2e7 

1,5e7 

1e7 

5e6 

0 

2e6 

1,5e6 

1e6 

5e5 

0 

Siracusa 

Acireale e 

S. Venerina 

Capaccio 

Manfredonia 




Acireale e 

S. Venerina 




Manfredonia 

Siracusa 

Figura 5. — Dendrogramma di cluster analysis e diagramma di ordinamento PCA della frazione estratta dai suoli mediante EDTA (A, B) e 

NaNO 3 (C, D). 

alla patata” può costituire un marchio di origine dei 

tuberi. Ciò consentirà di individuare ed evitare frodi 

di commercializzazione di tuberi provenienti da aree 

diverse da quelle dichiarate. 

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M et al. Isotopic and elemental data for tracing the origin of European 

olive oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry 

2010;58:570-7. 


Factor 2: 12.43% 

Factor 2: 14,17% 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

-2 

-4 

-6 

Active 

-8 

-12 14 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 

Factor 1: 49.84% 

8 

6 

4 

2 

0 

-2 

-4 

-6 

-8 

Projection of the cases on the factor-plane (1 x 2) 

Cases with sum of cosine square ≥ 0.00 

Active 

-10 

-10 -5 0 5 15 20 25


6. ISPRA: Carta Geologica d’Italia alla scala 1:100.000.© 2010 ISPRA. 

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relationships of soils on tephra and basalt. CatenaSuppl. 7. 

Cremlingen, Germany: Catena Verlag; 1985. p. 1-8. 

Ringraziamenti.—Si ringraziano il MIPAF per avere finanziato il lavoro 

di ricerca e tutte le aziende agricole che hanno collaborato alla realizzazione 

del lavoro rendendo possibili i campionamenti e fornendo 

tutte le informazioni necessarie circa le pratiche colturali. 



Indagine sullo stato fitosanitario 

delle produzioni di varietà precoci di patata da consumo 

Dall’anno 2008 al 2010 è stata eseguita un’indagine 

per valutare lo stato fitosanitario di produzioni di patata 

precoce prelevati nell’Italia meridionale e in Sicilia. I 

patogeni ricercati sono stati: Ralstonia solanacearum, 

Potato Spindle Tuber Viroid, i virus Y, X, V della patata 

e il Potato Leafroll Virus (PLRV). Le analisi batteriologiche 

sono state eseguite mediante isolamento su substrato 

semi-selettivo mentre la ricerca del PSTVd è stata 

effettuata per ibridazione su membrana con l’uso di 

un kit commerciale. In generale, le analisi virologiche 

sono state eseguite mediante DAS-ELISA. Per il virus Y 

è stata eseguita anche la caratterizzazione in varianti 

genetiche con metodi immunologici (TAS-ELISA) e molecolari 

(RT-PCR e analisi filogenetica). In nessuno dei 

campioni analizzati sono stati riscontrati R. solanacearum, 

PSTVd e PVV; la frequenza di rilevamento di PVX 

e PLRV è stata molto bassa. Il patogeno maggiormente 

presente è risultato essere il PVY e, in particolare, le 

sue varianti NTN e Wilga. Il protocollo di RT-PCR impiegato 

si è mostrato il metodo più preciso per la differenziazione 

in varianti e il suo utilizzo per le analisi 

diagnostiche connesse alla certificazione dei tuberi-seme 

sarebbe auspicabile. L’analisi filogenetica della regione 

genica VPG-NIa degli isolati di PVY ha permesso 

la differenziazione in due cluster che raggruppano gli 

isolati NTN e Wilga. 

Parole chiave: Virus - Agricoltura - Pianta, malattia. 

Le malattie che influenzano le produzioni di patata, 

sia da seme che da consumo, sono diverse: di origine 

abiotica e biotica. Tra le malattie di origine batterica, 

una delle più preoccupanti nei paesi a clima 

caldo-piovoso è l’avvizzimento batterico causato da 

Autore di contatto: L. Sigillo, INRAN, Istituto Nazionale di Ricerca per 

gli Alimenti e la Nutrizione, Sezione di Battipaglia, SS 18, Km 77,700, 

84091, Battipaglia (SA). E-mail: l.sigillo@ense.it 

L. SIGILLO, G. SERRATORE, V. SPINA, V. SENAPE, R. BRAVI 

INRAN, Istituto Nazionale di Ricerca 

per gli Alimenti e la Nutrizione 

Sezione di Battipaglia, Battipaglia, Salerno, Italia 

Ralstonia solanacearum (Smith) Yabuuchi et al. 1995 

biovar 2 razza 3. I sintomi dovuti all’infezione causata 

da questo batterio si presentano sia sul tubero 

che sulla parte aerea. Il tubero mostra, in sezione, un 

imbrunimento dell’anello vascolare e, in corrispondenza 

delle zone alterate, si osserva la produzione 

di un essudato cremoso. Sulla parte aerea, si verifica 

un ingiallimento iniziale delle foglie basali seguito da 

un avvizzimento generalizzato dell’intera pianta 1. R. 

solanaceraum è incluso dall’EPPO (European Plant 

Protection Organization) nella lista A2 2 dei patogeni 

da quarantena, ne è vietata l’introduzione e la diffusione 

su territorio italiano e rientra tra i microrganismi 

a “tolleranza zero” 3. Altro importante patogeno 

da quarantena è il viroide Potato Spindel Tuber Viroid 

3, agente dell’affusolamento del tubero di patata, 

anch’esso compreso nella lista A2 dell’EPPO 4. Il sintomo 

principale dell’affusolamento è rappresentato 

da una deformazione dei tuberi che si presentano 

allungati e talvolta con screpolature esterne. Le parti 

epigee della pianta presentano, invece, sintomi piuttosto 

leggeri: il fogliame assume un comportamento 

molto eretto e una tonalità scura 1. 

Particolarmente importanti per la qualità dei tuberi 

sono le malattie ad eziologia virale soprattutto per le 

problematiche correlate alla sanità del materiale di 

moltiplicazione. Numerosissimi sono i virus che colpiscono 

la patata ma quelli più frequenti e dannosi 

sono il Potato virus X (PVX), il Potato leafroll virus 

(PLRV) e il Potato virus Y (PVY). 


SIGILLO INdAGINE SuLLO STATO fITOSANITARIO dELLE PROduzIONI dI VARIETà PRECOCI dI PATATA dA CONSuMO 

Il PVX è il responsabile del mosaico leggero della 

patata, è facilmente trasmissibile (prevalentemente 

per contatto) e causa sintomi la cui severità varia 

in base alla cultivar colpita. La sintomatologia comprende 

un mosaico internervale più o meno accentuato, 

la riduzione delle dimensioni fogliari e l’increspatura 

dei margini del lembo fino alla necrosi 

dei tessuti; in alcuni casi il virus si può presentare in 

forma latente 1. 

Il PLRV è l’agente dell’accartocciamento fogliare 

della patata. Le piante infette presentano clorosi 

diffusa sulle foglie apicali che si ripiegano a doccia 

verso l’alto, inoltre i tessuti fogliari si ispessiscono assumendo 

consistenza vetrosa. L’evidenza dei sintomi 

è fortemente condizionata dalla varietà e dall’epoca 

di infezione 1. 

Il virus più diffuso su patata è universalmente il 

Potato virus Y (PVY), capostipite della famiglia dei 

Potyvirus 5. Sia in America che in Europa la sua presenza 

viene monitorata nei programmi di certificazione 

della patata da seme e le normative sementiere 

prevedono, per la commercializzazione, la presenza 

dell’organismo solo entro determinate soglie di tolleranza 

5. 

Il PVY è agente del mosaico nervale della patata. 

La malattia si manifesta comunemente come una 

clorosi maculata del lembo fogliare che assume un 

aspetto ruvido-rugoso. Le nervature vanno incontro a 

processi necrotici talvolta seguiti anche da necrosi del 

picciolo e dello stelo 1. 

Il virus Y è distinto in tre tipologie principali: il 

PVY O, PVY N e PVY C, caratterizzate dalla diversa sintomatologia 

che inducono in Nicotiana tabacum 5. 

Il primo ad essere stato descritto e ritrovato in tutto 

il mondo è stato il PVY O (ceppo comune) ma successivamente, 

prima in Europa e poi negli altri continenti, 

è stato rilevato un nuovo gruppo: il PVY N 

(ceppo necrotico) 6, 7. All’interno del gruppo PVY N 

sono stati successivamente identificati ulteriori ceppi, 

originati dalla ricombinazione genetica del PVY O 

con il PVY N. La loro classificazione è in continua evoluzione 

e diversi autori si sono occupati della loro 

patogenesi 5. Nel nostro lavoro, faremo riferimento 

alla classificazione utilizzata da Lorenzen 8 che riconosce, 

oltre ai due gruppi principali (PVY N e PVY O), i 

sottogruppi PVY N:O (Wilga-type) 9-11, PVY NTN (agente 

della maculatura ad anelli dei tuberi di patata) 12, NA- 

PVY N e NA-PVY NTN (isolati nordamericani del PVY N 

e PVY NTN) 13. Questa classificazione è basata sulle sequenze 

nucleotidiche e sui punti di ricombinazione 

del genoma 11. Nel caso del PVY NTN sembrerebbe che 

una ricombinazione a livello della coat protein 14 sia 

responsabile della capacità di tali ceppi di determinare 

la maculatura necrotica; ulteriori studi dimostrano 

però che non tutti i ceppi NTN presentano tale ricombinazione 

15. 

diversa è la classificazione del PVY basata sul 

comportamento sierologico. Mediante l’uso di antisieri 

monoclonali, infatti, è possibile riconoscere solo 

i tre sierotipi: PVYO, PVYN e PVYC 16. In base alla 

reazione sierologica, i ceppi Wilga (PVYN:O), inoltre, 

vengono riconosciuti come sierotipi O anche se si 

comportano in vivo come ceppi necrotici e gli isolati 

NTN non vengono distinti dagli N 


17, 18. 

un altro importante potyvirus che infetta la patata è 

il Potato virus V (PVV). Alcuni isolati europei di PVV 

erano originariamente considerati varianti di isolati 

di PVY C poiché causavano sintomi necrotici nelle varietà 

contenenti il gene Nc, gene responsabile della 

risposta di ipersensibilità di isolati di PVY C in patata. 

Successivamente fu verificata la presenza, in queste 

stesse cultivar, del gene Nv, responsabile di una reazione 

di ipersensibilità specifica nei confronti degli 

isolati di PVV. Il PVY C e il PVV sono inoltre sierologicamente 

distinguibili 19. 

In questo lavoro vengono presentati i risultati di 

un’indagine eseguita dall’anno 2008 all’anno 2010 

al fine di studiare lo stato fitosanitario di tuberi di 

patata precoce da consumo prodotti nel Sud Italia. 

La ricerca è stata condotta nell’ambito del progetto 

“Tipicizzazione e caratterizzazione di varietà precoci 

di patata con l’impiego di tecniche molecolari e spettroscopiche” 

finanziato dal Ministero delle Politiche 

Agricole, Alimentari e forestali. 

Oggetto dello screening è stata la ricerca di R. solanacearum 

e PSTVd. Oltre a questi due patogeni 

da quarantena, sono stati ricercati i più importanti 

patogeni di qualità presenti su territorio nazionale, 

dedicando particolare interesse ai virus trasmissibili 

per tubero-seme: virus X, V e Y della patata e il virus 

dell’accartocciamento fogliare (PLRV) 5. 

Nel caso del virus Y, inoltre, è stato eseguito uno 

studio filogenetico delle varianti genetiche al fine di 

ricercare anche una eventuale correlazione tra sequenze 

nucleotidiche e l’origine geografica degli isolati. 


Le analisi sono state eseguite in tre anni successivi, 

dal 2008 al 2010, su un totale di 119 campioni di

INdAGINE SuLLO STATO fITOSANITARIO dELLE PROduzIONI dI VARIETà PRECOCI dI PATATA dA CONSuMO SIGILLO 

tuberi di patata da consumo appartenenti alle varietà 

Agria, Annabel, Arinda, Bellini, Elvira, Inova, Lady 

Rosetta, Nicola, Safrane, Santè, Sieglinde e Spunta. Il 

campionamento è stato effettuato in diverse aziende 

della Campania, della Puglia e della Sicilia per 

lo svolgimento di un progetto multidisciplinare intitolato 

“Tipicizzazione e caratterizzazione di varietà 

precoci di patata con l’impiego di tecniche molecolari 

e spettroscopiche”. Nell’ultimo anno di sperimentazione 

sono stati analizzati anche campioni 

provenienti dall’Egitto e dall’Italia settentrionale. In 

Tabella I è riportato il numero di campioni studiati, 

raggruppati per anno e origine geografica. 

Sui 119 campioni sono state eseguite le analisi per 

la detection di Ralstonia solanacearum, Potato Spindle 

Tuber Viroid (PSTVd), PVX, PVV, PVY e PLRV. 

Per la ricerca di R. solanacearum, le analisi sono 

state eseguite mediante isolamento dai tessuti prelevati 

dai tuberi, su substrato semi-selettivo (SMSA). 

La procedura per la preparazione del campione ha 

previsto il lavaggio dei tuberi in acqua corrente, il 

prelievo dei coni ombelicali e la macerazione in 

un’opportuna quantità di tampone fosfato addizio- 

nato di un antiossidante 

20, 21. 

Eventuali colonie sospette isolate sono state purificate 

su substrato generico NAG (agar nutritivo 

addizionato di glucosio) e identificate mediante reazione 

di ipersensibilità in tabacco e analisi PCR. La 

reazione di PCR è stata eseguita secondo il protocollo 

di Seal e collaboratori 22. 

La ricerca del PSTVd è stata eseguita sui tessuti 

fogliari sviluppatisi in seguito al germogliamento dei 

tuberi ottenuto in condizioni controllate. Lo screening 

è stato eseguito mediante ibridazione su membrana 

(dOT-BLOT) con l’utilizzo di un kit commerciale 

(Agdia Incorporated, Indiana). L’utilizzo del kit 

prevede un metodo di estrazione rapido dell’RNA e 

la detection mediante una sonda marcata con digossigenina. 

Come per il viroide, le analisi virologiche sono 

state eseguite su tessuti fogliari sviluppatisi in seguito 

a germogliamento dei tuberi in serra. 

Tabella I.


Tabella II.


Nella tabella seguente (Tabella IV) sono riportati 

i risultati delle analisi virologiche eseguite mediante 

dAS-ELISA nell’anno 2008. Nessun campione è risultato 

positivo al PVV e al PVX e un singolo campione 

proveniente dalla Campania è risultato positivo al 

PLRV. Il PVY è stato il virus rilevato con maggiore 

frequenza. dalla caratterizzazione sierologica dei 

ceppi di PVY, riportata in Tabella V, si osserva una 

preponderanza dei sierotipi N rispetto ai sierotipi 

O. Tutti i ceppi del virus pugliesi e il 60% di quelli 

siciliani sono infatti stati identificati come PVY N. I tre 

campioni campani sono risultati infetti dalla variante 

PVY O. In seguito alle analisi RT-PCR, è stato rilevato 

che tutti i sierotipi O erano identificati come ceppi 

ricombinanti Wilga, mentre i sierotipi N ricadevano 

sempre nella variante NTN. Non sono state rilevate 

infezioni miste. 

In Tabella VI sono riportati i risultati delle analisi 

virologiche eseguite nell’anno 2009 mediante 

diagnosi sierologica. Come nell’anno precedente, 

il virus maggiormente rappresentato è stato il PVY 

mentre solo il 3% dei campioni siciliani ha presentato 

infezione da PVX. Nessun campione è risultato 

positivo al PLRV e al PVV. 

Nel caso del PVY, successivamente all’analisi preliminare 

mediante dAS-ELISA, tutti i campioni positivi 

al virus sono stati sottoposti alla caratterizzazione 

del virus PVY sia con metodi sierologici che 

molecolari e i dati ottenuti sono stati messi a confronto 

(Tabella VII). 

Come si osserva dalla Tabella VII, c’è una perfetta 

corrispondenza tra i dati ottenuti mediante detection 

con dAS-ELISA e RT-PCR. Le varianti riconosciute 

come PVY O in dAS-ELISA vengono sempre identificate 

come Wilga in RT-PCR mentre quelle identificate 

come PVY N in dAS-ELISA vengono identificate 

come PVY NTN in RT-PCR. 

da questo momento in poi, faremo riferimento 

alla caratterizzazione delle varianti ottenute mediante 

analisi molecolare. 

Nell’anno 2009 è stata riscontrata una maggiore 

frequenza della variante NTN rispetto alle altre. Sia 

Tabella IV.


Tabella VII.


0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00 

*legenda: SG = Sieglinde; AR = Arinda; IN = Inova; SP = Spunta; SF = Safrane; P = Puglia; S = Sicilia; EG = Egitto 

figura 1. — Albero filogenetico degli isolati di PVY ottenuto dal calcolo delle distanze genetiche nella regione nucleotidica VPG-NIa amplificata 

con le coppie di primer S5585m/A6032m e S5585m/o6266c e usando come riferimento sequenze depositate in banca dati (GenBank/ 

NCBI). 

Campania ma con una frequenza molto bassa. decisamente 

più preoccupante per lo stato fitosanitario 

dei tuberi italiani è risultato essere il virus Y della 

patata. Questo, infatti, è stato rilevato con una maggiore 

frequenza in tutte e tre le regioni italiane e 

anche i tuberi provenienti dall’Egitto sono risultati 

09 SG-P C2 NTN 

10 AR-P.3 NTN 

09 SG-P F2 NTN 

PVY NTN DSMZ PV-0410 

PVY NTN (AY884984) isolato americano 

PVY NTN (FJ201166.1) isolato americano 

09 SG-S F1 NTN 

10 IN-EG Z NTN 

10 IN-EG T.5 NTN 

09 SG-P B1 NTN 

09 SG-P B3 NTN 

10 IN-EG T.1 NTN 

10 IN-AR-P.7 NTN 

PVY Wilga (AJ889867) Germania 

PVY NTN (AJ889866) Polonia 

PVY N (HM590405.1) Cina 

09 SP-S C3 NTN 

09 SP-S B2 NTN 

PVY N (EU182576.1) Cina 

PVY N (AF522296) Egitto 

PVY N (X12456) Francia 

10 AR-P .5 O 

PVY common strain (O)(U09509) Canada 

PVY Wilga (EF558545) Polonia 

PVY Wilga (AM113988) Germania 

10 SF-P .11 O 

PVY common strain (O) DSMZ PV-0078 

10 IN-EG T.8 Wilga 

09 SP-S D2 Wilga 

09 SP-S D3 Wilga 

09 SG-P D3 Wilga 

10 IN-EG Z.11 Wilga 

PVY N (AY166867.1) 

PVY N (AJ585197) Regno Unito 

PVY N (X97895) Svizzera 

infetti dal patogeno. L’incidenza del PVY è stata valutata 

con il metodo dAS-ELISA che ha dimostrato 

essere, per le analisi massali, un metodo sufficientemente 

sensibile, rapido ed economico. Interessante 

è stato anche l’esito della caratterizzazione del 

PVY nelle sue varianti genetiche. Nei primi due 


NTN 

Wilga 

N


anni di sperimentazione la caratterizzazione è stata 

effettuata sia con metodi sierologici (TAS-ELISA) 

che molecolari (touch down multiplex RT-PCR). In 

questo biennio i due metodi diagnostici sono stati 

messi a confronto. La caratterizzazione sierologica 

ha consentito la distinzione delle varianti in PVY O 

e PVY N ma non ha permesso di distinguere i ceppi 

ricombinanti. Come riportato in bibliografia, la variante 

NTN non viene distinta dagli isolati PVY N così 

come la variante Wilga non viene distinta dal ceppo 

comune. L’identificazione dei ceppi necrotici Wilga 

come varianti O conferisce ambiguità ai risultati delle 

analisi diagnostiche. In alcuni paesi, per la certificazione 

dei tuberi-seme, è ammessa una certa soglia 

di tolleranza per gli isolati comuni mentre non è 

consentita la presenza dei ceppi necrotici; in paesi 

come il Canada, la mancata identificazione di questi 

ultimi è stata la causa di una incontrollata diffusione 

degli isolati necrotici sul territorio 26. 

Il protocollo di RT-PCR messo a punto da Lorenzen 

e collaboratori consente, invece, di distinguere 

contemporaneamente tutte le varianti e di identificare 

con maggiore precisione le infezioni miste, dovute 

a due o più varianti in uno stesso tessuto. 

Lo studio di caratterizzazione effettuato sui ceppi 

di PVY isolati nel corso di questo lavoro ha permesso 

di rilevare una maggiore frequenza degli isolati 

ricombinanti rispetto agli originari. In particolare, è 

stata registrata una maggiore presenza della variante 

PVY NTN rispetto alla variante Wilga. Nell’anno 2008, 

la totalità degli isolati provenienti dalla Puglia ricadeva 

nella variante NTN e l’anno successivo se ne è 

registrata una maggiore frequenza rispetto al ricombinate 

Wilga, indipendentemente dall’origine geografica 

dei tuberi. Risultati simili sono stati ottenuti 

in seguito a monitoraggi eseguiti in Svizzera 27 e in 

altri paesi europei 28. 

Molto poco frequente è stato il rinvenimento del 

PVY O, riscontrato solo nell’anno 2010 in tuberi provenienti 

dalla Puglia, mentre le varianti PVY N e PVY C 

non sono mai state ritrovate. d’altra parte, i casi di 

infezione da PVY N e PVY C riscontrati sino ad oggi 

sono stati piuttosto rari anche in altre aree geografiche 

29, 30 e il rilevamento delle due varianti ricombinanti 

nella quasi totalità dei campioni testimonia 

quanto sia comune la ricombinazione genetica nei 

Potyvirus in generale e nel PVY in particolare 14. 

In seguito all’osservazione della distribuzione delle 

diverse varianti, gli studi sono stati completati da 

un’analisi filogenetica di un frammento a cavallo 

della regione genica VPG-NIa. Tale analisi ha con- 

sentito di distinguere gli isolati in due grossi gruppi; 

nel primo sono ricaduti gli isolati appartenenti alla 

variante NTN mentre, nel secondo, gli isolati Wilga 

e O. La composizione in basi delle sequenze dei diversi 

ceppi, nell’ambito di ciascuno dei due gruppi, 

risulta essere però piuttosto omogenea e non permette 

di trovare una correlazione tra sequenza e origine 

geografica dell’isolato. Gli isolati della variante 

PVY NTN provenienti dall’Egitto risultano essere, in 

questa regione nucleotidica, del tutto simili agli isolati 

ritrovati in tuberi pugliesi e siciliani e, inoltre, le 

loro sequenze non si discostano di molto da quelle 

riportate in banca dati per ceppi tedeschi e americani. 

Risultati simili sono stati ottenuti in seguito a studi 

eseguiti negli Stati uniti in cui, le sequenze di ceppi 

necrotici americani sono risultate molto simili agli 

isolati europei 31. Anche gli isolati Wilga rinvenuti 

nei campioni analizzati sono molto simili tra loro 

e le sequenze della regione nucleotidica studiata si 

differenziano, seppure leggermente, da quelle riportate 

in banca dati per l’isolato 261-4 (AM113988) 

tedesco, per il ceppo PVY Wilga (Ef558545) polacco 

o per il ceppo PVY O139 (u09509) canadese. Studi 

preliminari eseguiti nella regione di ricombinazione 

HC-Pro/P3 hanno invece consentito una certa distinzione 

delle sequenze di isolati italiani rispetto 

alle sequenze riportate in banca dati (Tomassoli L., 

comunicazione personale). 

Conclusioni 

In questo lavoro sono riportati i risultati delle 

analisi per la valutazione dello stato fitosanitario di 

tuberi di patata precoce prelevati nell’Italia meridionale 

e in Sicilia. 

Il patogeno che ha inciso maggiormente sulla 

qualità dei tuberi analizzati è risultato essere il virus 

Y della patata e, in particolare, la sua variante 

PVY NTN, agente della maculatura anulare necrotica 

dei tuberi. Il virus si trasmette in maniera non persistente 

a mezzo di afidi ma la sua propagazione è 

favorita anche dall’uso di tuberi-seme infetti 1. Nella 

maggior parte dei campioni analizzati i sintomi della 

malattia non erano evidenti pertanto la diagnosi con 

metodi analitici risulta fondamentale per rilevare il 

patogeno e per limitarne, di conseguenza, la diffusione. 

Lo studio filogenetico eseguito nella regione 

VPG/NIa degli isolati italiani ha consentito la distinzione 

di due gruppi corrispondenti alle due varianti 

ricombinanti (PVY NTN e Wilga) ma non ha messo in 



evidenza una relazione tra le loro origini geografiche. 

una relazione tra le sequenze degli isolati e la 

loro origine geografica potrebbe essere individuata 

con lo studio del punto di ricombinazione nella regione 

genica HC-Pro/P3. 

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74. 



P. LOMBARDI 1, F. CARACCIOLO 1, G. CICIA 1, L. CEMBALO 1, F. COLANTUONI 1, M. D’AMICO 2 

T. DEL GIUDICE 1, T. MARAGLINO 3, C. MENNA 4, T. PANICO 1, G. SANNINO 4, D. TOSCO 4 

La patata novella fino a qualche anno fa ha rappresentato 

uno dei prodotti di punta dell’export meridionale 

verso i mercati europei. Attualmente l’Italia 

sta soffrendo di una crisi che che ha fatto fortemente 

diminuire i volumi di produzione e, nel contempo, i 

flussi destinati ai mercati esteri. Oggi l’Italia si connota 

come un paese importatore netto e, pertanto, addirittura 

deficitario sui mercati internazionali. Una politica 

di valorizazione delle produzioni che faccia perno 

sulla tracciabilità e sulla identificazione dell’origine 

del prodotto, potrebbe favorire il rilancio di tale produzione. 

In questo studio si valuta la possibilità di un 

simile intervento. 

Parole chiave: Patata novella - Tracciabilità - Denominazione 

di origine. 

La valorizzazione della produzione di patate novelle 

(precoci e/o primaticce) nell’Italia meridionale 

è una esigenza non più differibile nel tempo, 

vista l’importanza che essa assume in particolari ambiti 

reginali. In effetti l’interesse per tale coltivazione 

è confinata in modo soatanziale in Sicilia, in Campania 

e in Puglia. Mentre, però, nella prima regione 

la base produttiva sembra tenere, nelle altre due la 

situazione retrocede di anno in anno facendo presagire, 

in assenza di interventi risolutivi, un definitivo 

abbandono di questa coltivazione negli ordinamenti 

produttivi aziendali. La conseguenza, già oggi vissuta, 

è che mentre prima l’Italia rappresentava il paese 

leader sui mercati europei con le sue esportazioni 

(particolarmente rilevanti quelle destinate al mercato 

tedesco), allo stato attuale delle cose il nostro 

Autore di contatto: P. Lombardi, Dipartimento di Economia e Politica 

Agraria dell’Università degli Studi di Napoli Federico II, Via Università 

96, 80055, Portici, Napoli, Italia. E-mail: lombardi@unina.it 

Costi e benefici di un programma di tracciabilità 

per la filiera della patata precoce italiana 

1Ministero delle Politiche Agricole e Forestali 

(Ex Centro di Portici) e Università Federico II di Napoli, 

Napoli, Italia 

2Università degli Studi di Catania, Catania, Italia 

3INEA - Sede regionale per la Puglia, Bari, Italia 

4Ministero delle Politiche Agricole e Forestali 

(Ex Centro di Portici), Portici, Napoli, Italia 

paese risulta importatore netto accusando significative 

perdite in termini di quote di mercato su tutto il 

fronte europeo. 

Le possibilità di rilanciare questo settore passano 

per diverse possibili azioni. Una di queste è la tracciabilità 

di prodotto che permette al consumatore 

di identificare con certezza l’origine del prodotto. 

Esiste un’ampia letteratura sul ruolo che può svolgere 

questa politica nell’aumentare la competitività 

dei prodotti italiani a cui i consumatori nazionali 

ma anche europei associano in genere un’immagine 

fortemente positiva. Nel lavoro che qui presentiamo 

vengono valutate la fattibilità e l’efficacia di simili 

interventi stimando anche i costi e i vantaggi che 

essi comportano. 

La filiera della patata precoce in Italia 

La produzione complessiva della patata primaticcia 

in Italia è di 3,5 milioni di quintali ricavata su 

una superficie di poco superiore ai 18 mila ettari e 

una resa media di 195 quintali/ha ma che varia a 

seconda dell’ambito territoriale anche all’interno di 

una stessa regione. Rispetto alla situazione di fine 


LOMBARDI TRACCIABILITà DELLA PATATA PRECOCE ITALIANA 

Tabella I.

TRACCIABILITà DELLA PATATA PRECOCE ITALIANA LOMBARDI 

Tabella II.


dai costi espliciti (75-81% del costo di produzione di 

riferimento per le aziende che posseggono la terra 

e 92-93% per quelle che affittano) e, fra gli stessi, 

dalla voce mezzi tecnici (39-50%) e salari (35-44%). 

A questo proposito va rilevato che le patate da seme 

vengono importate con costi unitari elevati ed il fabbisogno 

di lavoro della coltivazione è rilevante poiché 

la raccolta è eseguita manualmente, in quanto 

si tratta di un prodotto che potrebbe essere danneggiato 

dalla macchina raccoglitrice. 

La composizione del reddito netto di riferimento 

varia profondamente passando dalle aziende che 

posseggono la terra a quelle che l’affittano. Nelle 

prime la voce più rilevante riguarda il compenso 

del capitale terra (61-73%), segue la voce direzione 

e amministrazione (20-26%). Nelle seconde la componente 

dominante è rappresentata dalla direzione 

(61-70%), segue la voce interessi (30-39%). 

Gli indici di redditività accertati ricadono nel range 

1,1/2,4. Come già evidenziato, la redditività dei 

fattori conferiti risulta influenzata soprattutto dalla 

resa produttiva e dal prezzo di vendita. Essendo il 

modello agrotecnico adottato dalle varie aziende 

sostanzialmente lo stesso, le oscillazioni delle rese 

produttive risultano meno accentuate di quelle dei 

prezzi. Le une e le altre tendono ad essere più elevate 

nelle aziende di maggiori dimensioni. 

I risultati economici della coltivazione risultano 

mediamente positivi, tali da configurare una differenza 

positiva tra il reddito netto e il reddito netto di 

riferimento. Le analisi effettuate indicano, infatti, un 

valore medio di tale indicatore paria a circa 900 euro 

per ettaro. Tuttavia, anche in presenza di soddisfacenti 

livelli reddituali la pataticoltura precoce siciliana 

evidenzia una certa “dinamicità” delle superfici 

interessate, come già emerso nel corso di altre ricerche 

1-10, con oscillazioni, da anno in anno, delle 

superfici aziendali investite anche nell’ordine del 15- 

20%. Tale fenomeno è riconducibile sia a problematiche 

tecniche (stanchezza dei terreni, ecc.) che, 

ancora, agli andamenti di mercato (prezzi contenuti 

alla produzione ed elevata offerta nella campagna 

precedente, importazioni massicce da altri paesi, 

ecc.). Non bisogna, inoltre, trascurare la competizione 

tra patata e carota, che insistono sugli stessi areali, 

e che risulta attualmente squilibrata a favore della 

carota. Questa, negli ultimi anni, ha riscosso notevole 

interesse sia sui mercati interni che su quelli 

europei, generando risultati economici positivi, per 

gli operatori delle imprese della filiera, superiori a 

quelli della pataticoltura precoce. 

La filiera pugliese 

La Puglia si configura come una delle regioni di 

riferimento nel contesto nazionale, per quel che concerne 

la produzione di patata precoce e contribuisce 

alla formazione del valore delle produzioni agricole 

regionali con circa 49 milioni di euro. Le coltivazioni 

si concentrano principalmente lungo l’arco jonicosalentino 

in provincia di Lecce e sul litorale adriatico 

delle province di Bari e Foggia. Il tessuto produttivo è 

composto per la quasi totalità da aziende di piccole dimensioni, 

la cui estensione spesso non supera l’ettaro. 

Sebbene nell’ultimo decennio sia stato interessato 

da un fortissimo ridimensionamento della base 

produttiva e dei volumi di produzione (più che dimezzate), 

il comparto ricopre ancora una notevole 

importanza nel panorama produttivo italiano. Basti 

pensare che con 3523 ettari di superficie dedicati 

alla produzione di patate primaticce e con oltre 71 

mila tonnellate di produzione (media anni 2007- 

2010) esso incide, rispettivamente per il 19% sull’intera 

superficie nazionale destinata al comparto e per 

il 18% sui corrispondenti volumi di produzione (Tabella 

III). 

La filiera pataticola pugliese sconta da alcuni anni 

l’effetto del calo di competitività del prodotto sui 

suoi principali mercati di sbocco del nord Europa 

(Germania e Inghilterra) e la riduzione dei consumi 

di patate primaticce nel mercato interno. Risulta 

poco strutturata e caratterizzata da uno scarso coordinamento 

tra gli operatori, a causa della notevole 

polverizzazione aziendale sia nella fase agricola che 

in quella della commercializzazione. Questo tessuto 

produttivo e commerciale particolarmente frammentato 

si confronta, invece, con un comparto distributivo 

altamente concentrato. Negli anni, la crescita 

della quota di mercato detenuta dalla grande distribuzione 

organizzata (verso cui viene convogliato 

circa l’85% della produzione regionale) ha indebolito 

le imprese agricole che, nel processo di negoziazione, 

vedono sostanzialmente azzerato il loro potere 

contrattuale. È soprattutto nella definizione del 

prezzo di vendita e delle quantità che i produttori 

di patate precoci accusano la maggiore sofferenza, 

ritrovandosi a dover accettare una remunerazione 

sostanzialmente fissata dalle imprese acquirenti e 

riferita a una domanda di volumi scarsamente negoziabile. 

Le opinioni prevalenti raccolte durante 

l’indagine conoscitiva vedono nell’aggregazione 

dell’offerta agricola, nel miglioramento dell’efficienza 

dei sistemi di trasporto/logistica e nelle azioni di 



Tabella III.


Tabella IV.


Tabella V.


(proxy prezzo) che per tutti i periodi di commercio 

fanno registrare una ragione di scambio favorevole 

ai nostri flussi in uscita. 

La circostanza che maggiormente preoccupa al 

riguardo della situazione italiana, risiede nel fatto 

che il mercato dell’Unione Europea, fondamentale 

riferimento per tutti i flussi di commercio estero, relativamente 

alle patate novelle, ha visto una crescita 

decisamente importante della domanda interna che 

ha fatto lievitare i quantitativi importati da 700 mila 

tonnellate di inizio decennio ad oltre 1 milione di 

tonnellate dei nostri giorni. La pertinenza italiana in 

questo contesto di crescita, come si può vedere nel 

Figura 6, è restata purtroppo stazionaria in valore 

assoluto e addirittura in diminuzione se riferita alle 

quote di mercato. 

In riferimento a queste ultime e considerando i 

tre periodi di commercializzazione, la situazione sul 

mercato dell’UE è quella rappresentata nella Figura 7 

che mostra in maniera incontrovertibile che Francia, 

Egitto e Israele assumono una posizione di assoluta 

dominanza da gennaio ad aprile, lasciando margini 

di una certa significatività alla Spagna e all’Italia solo 

nel periodo maggio-giugno. 

La cosa più sorprendente in questo contesto, non 

è tanto la posizione che occupano Israele ed Egitto, 

viste sia la loro latitudine che le condizioni esistenti 

sui loro mercati del lavoro, quanto la imponente e 

diffusa penetrazione commerciale della Francia che 

trova spiegazione, a nostro avviso, solo tirando in 

ballo la posizione dominante di trader piuttosto che 

di produttore (Figura 8). 

Le ragioni politiche per la tracciabilità 

Come descritto nei paragrafi precedenti, il comparto 

della patata precoce si caratterizza per tre elementi 

fondamentali: la concentrazione della produzione 

in poche aree del paese; l’importanza delle 

esportazioni per l’economia del settore; la buona 

reputazione del prodotto italiano derivante dalle 

particolari caratteristiche organolettiche della patata 

precoce locale. 

In tale scenario, quindi, poter differenziare le patate 

precoci delle regioni italiane, attraverso la certificazione 

della provenienza, potrebbe diventare una 

scelta strategica obbligata al fine di aumentare la 

competizione del prodotto nei mercati esteri e in 

quello nazionale. 

Quanto detto diviene maggiormente auspicabile 

300.000 

250.000 

200.000 

150.000 

100.000 

0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 

Figura 6.—Trend delle importazioni UE 25. 

Figura 7.—Quote di mercato UE per bimestre. 

Figura 8.—Francia: export per bimestre e per paese. 


50.000 

M - J 

M - A 

J - F 

0 

M - J 

M - A 

J - F 

Francia Italia Egitto Israele 

20 40 

Spa Fra Ita Ola Egt Isr Mrc Altri 

0 

Altri 

20 40 

% 

% 

Be-Lux Ger Spa R U Ola Por 

60 

60 

80 

80 

100 

100


se si osservano i trend dei flussi commerciali. In particolare, 

come riportato nel paragrafo precedente, 

vanno sottolineati la progressiva rilevanza dei volumi 

commercializzati principalmente dalla Francia, 

da Israele e dall’Egitto e il contestuale calo delle 

esportazione verso il mercato storico di destinazione 

rappresentato dalla Germania. 

In un mercato, come quello dalla patata precoce, 

caratterizzato, quindi, da un profondo processo 

di cambiamento, poter fornire un prodotto la cui 

provenienza e tracciabilità fossero assicurate, permetterebbe, 

oltre che una migliore performance sui 

mercati esteri, l’impedimento di comportamenti opportunistici 

a causa dei quali prodotti non italiani 

potrebbero essere venduti come tali solo grazie alla 

realizzazione del confezionamento o della semplice 

tolettatura in Italia. 

Ottenere un prodotto tracciato, per il quale fosse 

possibile assicurare la provenienza nazionale rappresenta 

una strategia di differenziazione che è in 

linea con la corposa normativa privata in materia di 

sicurezza alimentare che nei moderni scenari competitivi 

regola i rapporti fra fornitori e grande distribuzione 

organizzata. 

La strategia seguita dalla fase commerciale della 

filiera è stata, infatti, quella di moltiplicare e differenziare 

un numero elevato di standard privati che, 

molto prima di quanto abbia fatto la regolamentazione 

pubblica obbligatoria, hanno avuto come 

obiettivo quello di selezionare i fornitori al fine di 

raggiungere livelli più elevati di sicurezza alimentare 

e tracciabilità, addossando un parte rilevante dei 

costi e dei rischi alle fasi a monte della filiera e ai 

consumatori finali 

4, 5. 

La grande distribuzione rappresenta attualmente 

l’attore chiave nelle filiere produttive, il cliente intermedio 

con cui tutti i comparti dell’agroalimentare 

italiano dovranno confrontarsi in Italia e all’estero. 

In tale ottica, anche la patata precoce non può sottrarsi 

alla sfida descritta. 

Il successo del processo descritto risiede da un 

lato in una ristrutturazione della filiera produttiva 

così da divenire un interlocutore della GDO e dall’altro 

nell’offerta crescente di innovazione e di “qualità 

riconoscibile” in termine di servizio e di prodotto. 

Per quanto discusso relativamente alla domanda 

crescente di sicurezza da parte del consumatore moderno 

e all’importanza che la tracciabilità ha fra le 

numerose dimensioni della qualità e della sicurezza 

stessa, appare evidente come la certificazione, l’assicurazione 

e la tutela della provenienza della pata- 

ta precoce divengano attributi capaci di conferire al 

prodotto l’innovatività necessaria per aumentare la 

competitività nei moderni mercati alimentari. 

La correlazione esistente fra innovatività, sicurezza 

alimentare e certificazione di origine rappresenta 

un aspetto rilevante, destinato ad una crescente valenza 

strategica. 

Fra le motivazioni che si trovano alla base di tale 

affermazione vi è una rinnovata attenzione sia alla 

provenienza dei prodotti alimentari sia alle politiche 

a questa connesse da parte di paesi, in passato, non 

sensibili a questo argomento quali gli Stati Uniti o 

alcuni dei paesi emergenti 2, 6. Tale processo implica 

che, in futuro, la differenziazione dei prodotti alimentari 

e la competizione di questi sul mercato europeo 

e globale saranno ancor più legate a politiche 

COOL (Country Of Origin Labelling) che si caratterizzeranno 

come un mix fra normazione privata e 

regolamentazione pubblica. Inoltre, la crescente domanda 

da parte dei consumatori non solo di sicurezza 

alimentare in senso stretto ma di “rassicurazione 

generale sul prodotto” relativamente agli impatti che 

questo può avere sull’ambiente, sulla salute e sulla 

società renderà sempre più ampi gli ambiti correlati 

alla semplice certificazione di origine. Non solo un 

prodotto ottenuto in un determinato territorio, con 

determinati protocolli produttivi, con determinate 

caratteristiche organolettiche e salutistiche ma anche 

un alimento la cui filiera possa dare assicurazione di 

un’attenzione crescente alla riduzione degli impatti 

ambientali e al rispetto delle condizioni di lavoro dei 

soggetti coinvolti in linea con quelli che sono i diritti 

umani e del lavoratore. 

I costi della tracciabilità 

Da quanto esposto nei paragrafi precedenti emerge 

chiaramente l’esigenza di puntare sulla soluzione 

di nodi strutturali ma anche di elementi innovativi 

che conferiscano al prodotto italiano caratteristiche 

distintive tali da fargli recuperare le quote di mercato 

perse negli anni addietro. In particolare, la tracciabilità, 

per i motivi esposti nel paragrafo precedente, 

rappresenta uno di questi elementi. Diviene allora 

importante capire quanto ciò possa incidere sui costi 

e, dunque, sul prezzo finale di vendita. A questo 

proposito quanto avvenuto in Regione Campania 

nell’ultimo decennio, rappresenta un interessante 

caso studio, peraltro unico nel panorama nazionale 

relativamente alla patata precoce. La filiera campa- 



na, difatti, accanto ad elementi tradizionali, presenta 

oggi realtà interessanti dal punto di vista del miglioramento 

qualitativo della produzione. Gli aspetti più 

salienti di questo miglioramento riguardano sia la 

fase produttiva che quelle successive di lavorazioneconfezionamento. 

Esso interessa sia i grossi commercianti 

che le OP e, più in dettaglio, consiste nella 

sperimentazione di nuove varietà, introduzione di 

modalità di coltivazione biologica e/o integrata, modalità 

di confezionamento ed etichettatura del prodotto. 

Ne segue, spesso, l’adesione a sistemi di tracciabilità 

e a marchi di provenienza e/o di qualità che, 

pur non avendo un riconoscimento nazionale e/o 

europeo, costituiscono un significativo tentativo di 

differenziazione del prodotto campano com’è avvenuto 

con l’istituzione del già richiamato marchio regionale 

Patata felix iv. Rispetto alle OP, i commercianti 

risultano attenti più al discorso varietale e a quello 

lavorazione-confezionamento-etichettatura. Riguardo 

al confezionamento, prendono sempre più piede le 

confezioni di piccola taglia, 1,5-2,5 kg, la cui etichetta 

riporta informazioni su provenienza, modalità di 

coltivazione, varietà, calibratura e consigli d’uso. 

L’indagine svolta per individuare ed analizzare i 

costi relativi alle diverse fasi/operazioni (Per quanto 

attiene ai costi relativi alla produzione, la metodologia 

adottata per la determinazione dei risultati 

economici delle aziende (costo di produzione e redditività) 

si basa sul calcolo del costo di produzione 

di riferimento [CPR] inteso quale sommatoria dei costi 

espliciti [Ce] e dei costi impliciti [Ci]) ha previsto 

interviste, effettuate a fine estate 2011, ai principali 

grossisti ed alle principali OP che operano in Campania, 

localizzati nelle aree di produzione tradizionale 

della patata precoce campana che, ovviamente, 

producono e commercializzano anche patata comune 

oltre che altri ortofrutticoli. Da sottolineare, ai fini 

della determinazione dei costi, che la patata precoce 

presenta diverse varietà dalle caratteristiche organolettiche, 

di serbevolezza e resistenza agli stress assai 

variabili i cui costi di produzione possono variare 

significativamente. Di conseguenza, anche i prezzi 

di vendita possono presentare un’elevata variabilità, 

in funzione della varietà, del momento e delle 

modalità di raccolta, dell’andamento climatico, della 

specifica piazza di contrattazione e persino del mo- 

iv L’iniziativa regionale ha costituito per qualche Associazione uno stimolo 

a fare in proprio, cimentandosi nella registrazione di un proprio marchio, 

come quello Patata Fresca Campana della OP Campania Patate, quale elemento 

di rilancio del prodotto per il consumo fresco, sia a livello nazionale 

che internazionale. 

mento della giornata in cui si effettuano gli scambi. 

In particolare, nell’ultima annata agraria, il prezzo 

della patata precoce commercializzata nei principali 

mercati ortofrutticoli all’ingrosso, è risultato compreso 

tra un minimo di 20 €/q ed un massimo di 35 €/q 

v. Si comprende, dunque, quanto sia problematica 

la ricostruzione e l’interpretazione dei costi lungo i 

diversi stadi della filiera. Nei questionari è stata prevista, 

perciò, una sezione apposita per la rilevazione 

dei costi sostenuti in relazione alle diverse fasi di lavorazione 

del prodotto, vale a dire: trasporto, lavorazione, 

confezionamento, stoccaggio e certificazione. 

In base alle informazioni ottenute i costi risultano 

distribuiti come di seguito indicato vi. Il trasporto, 

che avviene esclusivamente su gomma, è una delle 

voci più importanti incidendo, mediamente, per 

un ammontare pari a 3-3,5 €/q di prodotto. Le fasi 

di lavorazione-confezionamento hanno un’incidenza 

che dipende dalla lavorazione effettuata e dalle 

confezioni utilizzate. Difatti, queste tipologie di costo 

sono quelle per le quali si sono riscontrate le 

maggiori differenze potendo variare da un minimo 

da 2,5 €/q a un massimo di 5-6 €/q. Ciò dipende 

dalle caratteristiche del prodotto che esce dal magazzino. 

Laddove le fasi di scarico, lavaggio, scarto 

e calibratura della merce sono molto accurate, così 

come avviene quando il prodotto viene confezionato 

in contenitori di media-piccola taglia (cassette o 

sacchetti riciclabili di 1,5-3 kg ma anche sacchi fino 

a 15-20 kg) con etichetta riportante informazioni su 

provenienza e certificazioni, allora il costo è quello 

massimo indicato. Se, viceversa, il grado di accuratezza 

delle fasi di lavorazione è inferiore perché 

il prodotto magari è destinato ad essere venduto 

come prodotto sfuso o essere ulteriormente lavorato 

da altri, allora il costo è decisamente più basso. 

Anche per i costi relativi allo stoccaggio è stata riscontrata 

una notevole variabilità che dipende dai 

tempi e dalle modalità di permanenza del prodotto 

in magazzino. Se, come avviene spesso nel caso 

della patata precoce commercializzata dagli operatori 

intervistati, si tratta di una breve permanenza 

(alcuni giorni) allora il costo si aggira sui 2,5 €/q; 

se, invece, si tratta di stoccaggio di merce lavorata 

che resta in frigorifero anche qualche mese, in attesa 

vDa precisare che quello massimo indicato è un prezzo “eccezionale” che 

si è verificato in condizioni di mercato particolari e comunque con un prodotto 

di qualità elevata quale, per esempio, quello di varietà Agata, ben 

presentata. 

vi Le diverse categorie di costi sono comprensive di quelli relativi al lavoro 

impiegato, all’uso di impianti e macchinari ed alle diverse tipologie di confezioni 

utilizzate. 



di essere venduta quando le condizioni di mercato 

migliorano, allora si arriva anche a 5-6 €/q. Infine, 

bisogna considerare, là dove presenti i costi della 

certificazione. Come sottolineato a inizio paragrafo, 

in Campania, sempre più OP ma anche grossisti, 

aderiscono a protocolli di qualità per poi richiedere 

a Istituti Certificatori il rilascio delle certificazioni relative. 

Quelle più diffuse riguardano le modalità di 

produzione, tipo produzioni integrate o biologiche, 

e la tracciabilità del prodotto commercializzato. Gli 

istituti cui si fa maggiore ricorso sono ISMECERT, 

per l’uso del marchio regionale Patata felix, e CCPV 

per certificazione Global G.A.P. sempre più richiesta 

a livello europeo ed alla quale gli operatori della filiera 

campana aderiscono per il consolidamento dei 

rapporti commerciali. Trattasi, in quest’ultimo caso, 

di una certificazione di tracciabilità riguardante l’intera 

filiera, dalla produzione alla lavorazione e al 

confezionamento del prodotto pronto per essere destinato 

al consumo finale. Mediamente, l’incremento 

di costo dovuto all’adesione a sistemi di tracciabilità 

e di qualità, come quelli precedentemente descritti, 

intorno ai 0,23 centesimi di euro per chilogrammo 

di prodotto. Tale importo deve intendersi come 

comprensivo sia dei più elevati costi di gestione che 

di quelli vivi sostenuti per l’ente certificatore. 

Un stima dei benefici della tracciabilità 

La stima dei benefici della tracciabilità è stata effettuata 

somministrando un questionario a un cam- 

Tabella VI.


Tabella VII.


divise in precoci e comuni, cavoli, lattuga, funghi, 

carote, asparagi, cipolle, pomodori, peperoni e melanzane, 

cetrioli, fagioli e legumi, zucchine ed altri): 

in particolare il modello stocastico implementato ha 

fornito stime puntuali dei valori dell’elasticità diretta 

ed incrociata della domanda alle variazioni di prezzo. 

I parametri stimati forniscono precise indicazioni 

sugli effetti delle variazioni del prezzo iniziale di patata 

precoce sulla domanda dei beni sostituti e complementari. 

Questo effetto è stato misurato in termini 

di elasticità al prezzo diretta (-0,57) ed incrociata: 

fra i prodotti sostituti riscontriamo la patata comune 

(0,16), il finocchio (0,13) ed i legumi (0,12). Mentre 

i prodotti complementari comprendono la lattuga 

(-0,07) e le altre verdure (-0,08). Per quanto riguarda 

la simulazione sono stati utilizzati i parametri cosi 

come stimati dal modello, introducendo l’adozione 

di tracciabilità nel modello come un “costo puro” t 

che aumenta di una quota s, il prezzo di vendita del 

prodotto considerato: (t=s×P). 

L’analisi effettuata simula di fatto l’impatto ceteris 

paribus di breve periodo sul consumo di verdure 

fresche, ma non tiene conto in maniera esplicita del 

possibile incremento della disponibilità a pagare del 

consumatore Italiano (DAP) per i prodotti tracciati, 

cosi come il paragrafo precedente sembra evidenziare. 

La Tabella VIII mostra l’impatto della tracciabilità 

sui consumi di verdura fresca delle famiglie, per i 

diversi valori di t. Il modello ha confermato empiricamente 

l’ipotesi che la patata comune è, in termini 

di abitudini alimentari, un sostituto diretto della 

patata precoce. I risultati consentono di affermare 

che i consumatori ritengono la patata comune come 

bene debolmente inferiore a quella novella. L’im- 

plicazione è che la patata novella già è considerata 

un bene superiore ma un aumento della forbice dei 

prezzi, a favore della patata comune, avrebbe effetto 

significativo sul consumo della novella. A seconda 

dell’incidenza dei costi della tracciabilità sui prezzi 

al consumo della patata precoce, i consumi in quantità 

potrebbero ridursi dal 3% al 7% a favore della 

patata comune. 

Tuttavia i costi lungo la filiera cosi come calcolati 

in dettaglio nei precedenti paragrafi del lavoro dovrebbero 

incidere sul prezzo al consumo in misura 

ancora inferiore di quanto qui ipotizzato nella simulazione: 

l’impatto al consumo dell’incremento di 

costi attribuibile alla procedura di certificazione può 

ritenersi del tutto trascurabile se dovesse essere inclusa 

nel sistema la disponibilità a pagare (DAP) per 

l’ attributo “precoce italiana” così come stimata dal 

precedente paragrafo. Gli effetti sul prezzo al consumo 

sarebbero, infatti, del tutto più che controbilanciati 

dall’incremento della DAP del consumatore per 

la patata precoce Italiana. 

Conclusioni 

La presente ricerca ha mostrato che una politica 

di valorizzazione che passa per il riconoscimento di 

origine del prodotto nel settore della patata novella 

italiana potrebbe avere ampi margini di successo. Il 

differenziale tra i costi della tracciabilità e la disponibilità 

a pagare da parte dei consumatori italiani per 

un prodotto tracciato è molto ampio, tanto ampio da 

poter prevedere che l’incremento di prezzo che si 

realizzerebbe sul mercato produrrebbe una minima, 

ancorché nulla, riduzione nella domanda di questo 

prodotto. 

Tabella VIII.


La certificazione di origine, però, va considerata 

una condizione necessaria per il rilancio della pataticoltura 

precoce italiana ma da sola probabilmente 

non sufficiente a recuperare margini competitivi sui 

mercati nazionali ed europei. 

Il settore della pataticoltura precoce dovrebbe prestare 

molta attenzione non solo alla diversificazione 

delle produzioni cercando di anticipare la raccolta 

e la commercializzazione, ma anche ad una migliore 

organizzazione ed integrazione tra le diverse fasi 

della filiera. In effetti una strategia di differenziazione 

che si rispetti comporta il conferimento ai prodotti 

di caratteristiche distintive rilevanti per il consumatore 

in grado di incidere (aumentandolo) sul 

valore percepito. Perché questo accada è necessario 

un attivo coinvolgimento di tutti gli operatori della 

filiera. Purtroppo l’esperienza maturata nel corso di 

questa indagine hanno fatto maturare la sensazione 

che una caratteristica peculiare della filera “patata 

precoce” consiste in una sostanziale marginalità 

del ruolo svolto dalla fase produttiva propriamente 

detta. La scelta di quanto e cosa (varietà) coltivare 

sono input operativi che il coltivatore “esegue” in 

un contesto di asimmetria informativa, mentre tutto 

il faire valoir è spostato al post-raccolta. Questa 

circostanza rappresenta la principale causa che sta 

alla base della difficoltà che incontra l’adozione di 

marchi di qualità e, più in generale, di politiche di 

valorizzazione. Non si spiega altrimenti il divario talora 

troppo ampio tra i costi della certificazione e 

della gestione di un marchio (contenuti) e i valori 

(importanti) della DAP risultati dalle nostre indagini. 

Conviene, inoltre, anche tenere conto che l’opportunità 

di risalire la china e tornare ad occupare le 

posizioni che tradizionalmente competono all’Italia 

(non solo per la patata novella ma per tutti i prodotti 

di qualità) esistono e sono concrete solo se si riesce 

ad assecondare la crescita consistente del mercato 

comunitario. A tal riguardo è estremamente interessante 

il caso della Francia, che ha acquisito negli 

ultimi anni un ruolo leader nel mercato della patata 

precoce europea pur con limitati livelli produttivi 

propri. Deve far riflettere il fatto che, quando non si 

commercializzano commodity, i mercati sono molto 

ristretti e molto più fidelizzati e sensibili per cui è 

opportuno curare le relazioni di filiera (trasparenza 

e serietà) tale da avere la opportunità di ampliare il 

“portafoglio” cliente/prodotto per minimizzare i rischi 

associati alla precarietà dei mercati e aumentare 

la capacità di penetrarli dal punto di vista commerciale. 

In definitiva c’è solo da augurarsi che quanto 

prima prenda sostanza un progetto di filiera che 

partendo dal riconoscimento di un ruolo attivo dei 

produttori sia capace di rilanciare l’economia di un 

prodotto che in passato, per decenni, è stato un fiore 

all’occhiello dell’economia agricola meridionale. 

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stime ottenute con i Choice Models? Alcune riflessioni su questioni 

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[citato 4 aprile 2012]. Available at: www.Istat.it 

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www.statistica.regione.campania.it/tematiche/agricoltura/ 

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symposium on “The Horizons of Using Organic Matter and Substrates 

in Horticulture”. 6-9 April 2005, Cairo, Egypt. 

Finanziamenti.—Questa ricerca è stata finanziata dal Ministero Italiano 

delle Politiche Agricole e Forestali nell’ambito del progetto TIPI- 

PAPA.

tipizzazione e caratterizzazione di varietà precoci di patata ... - PbgLab

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