Intervista a Evelien van Tongerlo

Insieme a Heleen Bastiaanssen and Marcel van Twist

Per un’azienda che si occupa di breeding, la ricerca riveste un ruolo cruciale, poiché i risultati sono di grande importanza per l'innovazione nel senso più ampio del termine. Gran parte delle ricerche di Anthura si rivolgono alla pianta stessa, di cui desideriamo comprendere i diversi aspetti. La crescita e i fattori che la influenzano determinano la qualità e la durata totale della coltivazione, perciò si tratta di un aspetto molto importante, da capire e misurare. Abbiamo intervistato Heleen Bastiaanssen (Responsabile breeding di Anthura), Marcel van Twist (Responsabile ricerca per la coltivazione di Anthura) e Evelien van Tongerlo, PhD, sulla ricerca che stanno conducendo insieme sulla crescita.

Figlia di un orticoltore, Evelien van Tongerlo viene da Brakel (Olanda) e dopo la scuola secondaria ha scelto di formarsi come insegnante di biologia. Dopo gli studi, ha scoperto che insegnare agli adolescenti non faceva per lei e ha deciso di cambiare rotta. Voleva lavorare con le mani ed è stata assunta come meccanico alla Citroën e alla Porsche. Dopo qualche anno si è resa conto che non era il mestiere della sua vita e si è iscritta a un master in scienze vegetali al Wageningen University & Research (WUR). La scelta si basava in parte sul suo amore per le materie pratiche. Dopo il master, le è stato proposto un dottorato di ricerca, tra gli altri dal WUR e da Anthura . Ha iniziato a lavorare come tirocinante da Anthura, conducendo una ricerca di dottorato sulla crescita nella Phalaenopsis presso il WUR, in collaborazione con Anthura, Signify, B-Mex e STW/NWO, ottenendo il titolo lo scorso luglio.

Evelien van Tongerlo

"Buon sangue non mente. Da piccola, come figlia di un orticoltore, dovevo dare una mano mentre gli altri bambini giocavano, e da grande, dopo svariate esperienze, mi sono ritrovata a condurre una ricerca sulle piante e a tornare al lavoro manuale. Lavorare con le piante e studiarle è stato incredibilmente piacevole e interessante."

Perché hai deciso di condurre uno studio sulla crescita nella Phalaenopsis? Heleen Anthura desiderava approfondire le conoscenze sulla velocità di crescita in diverse circostanze, come la luce e la temperatura, e misurarla. Da un lato, il dipartimento di breeding voleva ottenere un quadro delle variazioni in materia di crescita nella Phalaenopsis. Le orchidee, infatti, crescono in luoghi diversi e a condizioni diverse, poiché le origini risalgono a vari continenti, ognuno con un clima diverso. Dall’altro lato, il dipartimento di ricerca sulla coltivazione si chiedeva come misurare e prevedere al meglio la crescita della Phalaenopsise. Per misurare la crescita in condizioni diverse, è necessario un metodo e noi ne eravamo sprovvisti: non sapevamo come sviluppare una tecnica di misurazione, perché la crescita era un fenomeno non del tutto chiaro.

Come è nata la collaborazione per questo studio? Heleen In molti casi, il fattore limitante nella misurazione della crescita è la luce, ma dalla ricerca sulla coltivazione di Marcel presso Anthura è emerso che per la Phalaenopsis non è così. I dipartimenti di breeding e ricerca sulla coltivazione, insieme ai docenti Leo Marcelis e Anja Dieleman, hanno presentato un progetto per un dottorando del gruppo di ricerca Horticulture and Product Physiology del WUR, con l'incarico di studiare le diverse manifestazioni della crescita. Così ci siamo messi alla ricerca di collaboratori, e le aziende interessate allo studio, oltre al WUR e al NWO/STW, sono state Signify e B-Mex. Poi, abbiamo presentato una domanda di sovvenzione al NWO (ex STW) e la nostra proposta "Understanding Phenotypes of Orchids (UPO)" è stata accolta.

Come sei stata coinvolta nella ricerca? Evelien Dopo aver ottenuto un master, sono stata contattata dal WUR e da Anthura per condurre la ricerca e ho svolto un tirocinio di quattro mesi in azienda per valutare se l’incarico faceva al caso mio. Quando ho capito che era così, mi sono candidata ufficialmente per il progetto di dottorato. E, come sarà ormai chiaro, sono stata scelta.

"Non ci è voluto molto per capire che tutto andava a gonfie vele e che amavo lavorare letteralmente tra le piante."

Puoi spiegarci perché hai trovato interessante la ricerca? Evelien Sono una persona pratica e la ricerca includeva una parte pratica, legata alla teoria. Marcel ha condotto molti studi che riguardavano anche il breeding, perciò la ricerca ha attirato l’attenzione di diversi esperti, e ciò l’ha resa speciale. Inoltre, si è creata sintonia con le persone con cui ho lavorato durante il tirocinio, come Heleen e Marcel, ma anche con i responsabili dei team del breeding e della ricerca sulla coltivazione della Phalaenopsis.

Potete illustrarci brevemente di cosa tratta lo studio? Marcel La ricerca riguarda l'influenza della luce e/o della temperatura sulla crescita di una Phalaenopsis. La variabile temperatura è chiara, mentre quando parlo di luce intendo principalmente aspetti quali il colore e l'intensità. Lo scopo è determinare la qualità di una pianta prima che fiorisca. Ciò significa che, a ricerca ultimata, possiamo prevedere la qualità in diverse circostanze sulla base di una pianta giovane. L'intero studio ha richiesto più di cinque anni: sei mesi di preparazione, un tirocinio e quattro anni di ricerca. Evelien La fotosintesi è il processo di base delle piante, durante la quale assorbono CO₂ attraverso gli stomi e la fissano sotto forma di zucchero, disponibile per la crescita. Il metabolismo acido delle crassulacee (CAM) è un adattamento della fotosintesi causato dalla siccità e dalle temperature alte. Le piante a metabolismo CAM si trovano ovunque, ma gli studi sono ancora scarsi. La Phalaenopsis è una pianta CAM, e perciò interessante da studiare (bronvermelding samenvatting promotie).

Come hai avviato il lavoro? Evelien Dopo aver definito termini e condizioni generali, abbiamo voluto testare il maggior numero possibile di piante, perché è la quantità a garantire la qualità delle misurazioni. Heleen Abbiamo cominciato allestendo celle climatiche da Anthura e avviando un test. Per quanto riguarda il breeding, volevamo piante con una variazione genetica per studiare la reazione di ognuna. Per il primo esperimento al WUR avevamo selezionato 19 varietà di Phalaenopsis, il numero massimo che poteva essere misurato a quattro condizioni diverse. I trattamenti limitati (due temperature e due livelli di luce) non ci hanno consentito di trarre alcuna conclusione sulla risposta delle Phalaenopsis a condizioni diverse. Per poter sapere perché una pianta ha una determinata reazione, nei test successivi abbiamo scelto di limitare il numero di varietà e aumentare i trattamenti, tra cui la temperatura, il livello di luce, lo spettro luminoso e il fotoperiodo. Evelien Le misurazioni della CO₂ si sono dimostrate un buon metodo per capire come una pianta reagisce alla luce e quantificare il suo effetto sulla crescita, perciò hanno costituito la base degli elementi che componevano il modello di crescita della Phalaenopsis. I risultati hanno dimostrato quanto segue: 1. Una temperatura elevata genera piante più piccole con meno radici; 2. Più luce genera piante più grandi con più foglie; 3. La combinazione di temperatura e luce elevate durante la fase vegetativa (quando le piante non sono ancora in fiore) porta a un aumento di steli fiorali e fiori. Poi, sono passata a realizzare un modello schematico, collegando i processi che risultano importanti per la crescita e lo sviluppo delle piante CAM. Il modello è composto da tre parti: 1. Fotosintesi (assorbimento di CO₂); 2. Distribuzione di zuccheri nella pianta; 3. Crescita.

Perché è così difficile misurare la crescita? Evelien Più luce di solito significa più produzione, ma non è stato così per la Phalaenopsis e volevamo capire in cosa consisteva la differenza. Tuttavia, prima di creare collegamenti, era necessario comprendere la struttura di base della pianta. Possiamo prendere come esempio le automobili: se mettiamo le ruote di una Porsche a una mini, la vettura non andrà improvvisamente più veloce, perché la velocità dipende dal motore. In altre parole: è importante conoscere la funzione di ogni componente strutturale della pianta.

Qual è stato il ruolo di Anthura? Marcel Prima dell'inizio del progetto, ci siamo occupati della maggior parte dei preparativi e abbiamo avviato il primo esperimento di misurazione dei tempi di crescita, che ha avuto luogo anche prima della ricerca. Inoltre, abbiamo costruito un carrello dotato di illuminazione ed eseguito misurazioni. Heleen Come membri del comitato di supervisione siamo stati presenti durante la preparazione del primo esperimento e abbiamo deciso insieme a Evelien di fare un passo indietro riducendo il numero di varietà per poter approfondire la risposta a determinate condizioni. Evelien La struttura si è rivelata diversa dalle aspettative. I componenti e la suddivisione sembravano corretti, ma talvolta un elemento sembrava includerne due, ognuno con una funzione diversa. Per esempio, se fornivamo luce alla pianta, sembrava avere più influenza un elemento, se modificavamo la temperatura, un altro.

Perché sono stati coinvolti sia Heleen sia Marcel di Anthura? Marcel Lo scopo di sviluppare una metodologia è duplice: migliorare la comprensione del processo di crescita (ottimale) con un metodo che informi la ricerca sulla coltivazione (Marcel) e misurare la variazione nel materiale vegetale per il breeding (Heleen). Quindi, in realtà, comprendere la crescita e poterla comparare serve all’applicazione sia per la produzione sia per la ricerca sulla coltivazione sia per il breeding.

Heleen Marcel (fisiologia della pianta) e io (genetica) disponiamo di competenze diverse. La fisiologia delle piante è un ambito difficile e la ricerca ci ha dato modo di collaborare, interpretando insieme i risultati e stabilendo come utilizzarli per Anthura.

Come avete impostato il lavoro? Evelien Ho esaminato nel dettaglio cosa ha portato ai risultati combinando ogni sorta di dati, come l'assorbimento di CO₂, la quantità di zuccheri nella foglia e la crescita. Lo studio ha dimostrato che la misurazione dell'assorbimento di CO₂ può essere utilizzata per prevedere il tasso di crescita di una pianta. Le misurazioni sono avvenute in diversi stadi dello sviluppo. Così facendo, abbiamo imparato che si possono fare previsioni senza dover aspettare la fase di crescita. Il modo in cui la pianta assorbe CO₂ cambia nel corso delle 24 ore, ma non era ancora chiaro come ciò avvenisse nella Phalaenopsis, soprattutto a fine giornata. Lo studio dimostra che la Phalaenopsis funziona in modo diverso dalla maggior parte delle piante CAM. A prima vista, il comportamento della Phalaenopsis sembra meno efficiente per la crescita, ma potrebbe anche trattarsi di una strategia di protezione dalla luce. (bronvermelding samenvatting promotie) Marcel Il progetto di ricerca è risultato sempre più cruciale, migliorando la comprensione della crescita nella Phalaenopsis, con conseguenze significative per l'applicazione. Prendendo in esame un numero minore di varietà, abbiamo studiato più parametri, per capire dove collocare ogni elemento: usare due varietà per analizzare le differenze. Eravamo già in possesso di informazioni di base provenienti dallo studio su 19 varietà e abbiamo selezionato ogni volta due piante che si supponeva avrebbero reagito in modo diverso. E talvolta i risultati ci hanno sorpreso. In uno studio sulla quantità di luce, spesso non abbiamo riscontrato differenze nell’aumento del peso secco, un esito che non ci aspettavamo.

"In questo modo, abbiamo imparato che puoi dire qualcosa su una pianta prima, senza dover aspettare la stagione di crescita."

Quali sono, in poche parole, i risultati dello studio? Evelien (plaatje figuur met tandwielen) Le misurazioni dell'assorbimento di CO₂ possono essere utilizzate per prevedere la qualità delle piante in fiore, velocizzando la selezione di esemplari ottimali. Nonostante le differenze tra le varietà, l'assorbimento di CO₂ è indicativo della crescita vegetativa, un parametro importante per la crescita e la qualità: una migliore crescita vegetativa si traduce in una migliore crescita generativa e una migliore qualità della fioritura. L'assorbimento di CO₂ in 24 ore è un indice della qualità della fioritura.

Heleen La ricerca richiede tempo, poiché un ciclo dura 11 mesi: dalla preparazione delle piante alla fioritura e all'analisi dei dati. La lunga durata è dovuta al fatto che la Phalaenopsis è una pianta da penombra, con un meccanismo che frena la crescita (meccanismo CAM) ma che non sappiamo come eliminare: se togliamo il freno da una parte, torna a manifestarsi da un'altra. Evelien Se riusciamo a capire come eliminare il freno e accorciare il ciclo, possiamo usare il meccanismo CAM nella produzione alimentare a lungo termine. Con il possesso di conoscenze simili, è possibile produrre quantità maggiori di cibo in maniera più sostenibile, coltivando una cipolla o una patata in modo più rapido ed efficiente. Marcel Stiamo cercando di individuare un parametro della crescita in grado di dirci cosa accadrà in un numero x di mesi, e crediamo si tratti della CO₂. Nella produzione del materiale di partenza, possiamo prevedere quando una varietà sarà pronta per essere consegnata, e questo vale anche per il coltivatore: prima vegetativa, poi generativa. Quest’ultimo è anche in grado di sapere quando una varietà sarà pronta, al momento desiderato con la qualità desiderata.

Ci sono risultati/esiti che si sono rivelati sorprendenti? Heleen Abbiamo confrontato la Phalaenopsis con la Kalanchoë, considerata una pianta CAM modello. Perciò, ci aspettavamo che le misurazioni della Phalaenopsis fossero paragonabili a quelle della Kalanchoë, ma la ricerca ha dimostrato che si tratta di piante molto diverse, con reazioni diverse. Il modello di crescita di una Kalanchoë non si applica alla Phalaenopsis, quindi abbiamo dovuto prendere in esame ogni aspetto da zero. Sapevamo già che la Phalaenopsis non è un pomodoro, ma abbiamo scoperto che non è nemmeno una Kalanchoë e che ogni Phalaenopsis funziona a modo suo. Evelien Inoltre, è stata una ricerca scientifica abbastanza sui generis. L’impostazione era pratica e la comunicazione tra le aziende e l’università, e in definitiva tra tutte le parti coinvolte, è stata ottimale. Inoltre, tutti hanno avuto l’audacia di rivolgersi domande (critiche) rendendo il processo speciale.

Che funzione possono avere i risultati per voi e, nel concreto, per noi di Anthura?

Marcel Per quanto riguarda la ricerca sulla coltivazione, ora possediamo una comprensione migliore della variazione genetica tra specie diverse di Phalaenopsis in relazione a temperatura e luce. Ciò ci consente di operare una selezione più mirata e di individuare meglio un possibile freno durante la crescita. L'assorbimento di CO₂ è importante per prevedere crescita e qualità delle piante, consentendoci di operare la selezione in una fase precoce.

Heleen Nel programma di breeding, cercheremo di individuare le misure da estendere per poter prevedere in una fase iniziale quando una pianta avrà completato la crescita in determinate condizioni e che tipo di qualità potrà garantire; di quali misure abbiamo bisogno per stabilire la crescita e lo sviluppo, e come dobbiamo misurare l'assorbimento di CO₂. C'è ancora molto da fare..

Evelien, che piani hai per il futuro? Evelien Dopo il dottorato, ho seguito un corso sulla sicurezza informatica. Mi è piaciuto così tanto che ora lavoro come insegnante. Le tecnologie dell’informazione mi hanno sempre attirato e sono appassionata anche di dati. Tenere il corso è una bella sensazione, perché posso fare la differenza per le persone che vi prendono parte. Proprio come è accaduto nella ricerca per Anthura. Per il riassunto della ricerca di dottorato, cliccate qui. Per lo studio completo, cliccate qui.