Sviluppo e applicazione di calibrazioni NIR per la predizione di caratteri sensoriali in frutti di pomodoro (Solanum lycopersicum, L.)

Tomato (Solanum lycopersicum, L.) is one of the most widely grown and consumed vegetables and, because of its economic importance, it has been subjected to intense selection and genetic improvement. Nowadays many tomato varieties are commercially available but, if compared with traditional varieties, modern varieties are less flavorful because they contain significantly lower amounts of important aromatic chemicals. This work is about the flavor characterization of some tomato varieties from the portfolio of the seed company ISI Sementi, and the implementation of new tools and methodologies that allow faster sensory analysis on ripe fruits. The goal is to develop technologies that can identify segregating individuals with suitable taste, phenotypic and molecular characteristics so that they can be readily included in the genetic improvement programs active in the company. The value references for pleasantness and palatability are obtained through accurate panel tests and these were used to make NIRS-specific calibrations. Thanks to robust calibration models (R2 > 0.8) derived for 10 sensory parameters such as crunchiness, juiciness, mellowness etc, and careful phenotypic characterization, it was possible to select plants from two different tomato populations in F2 generation that exhibited good flavor as well as agronomic traits required by the market. Rapid and accurate tools for identifying specific individuals in genetic improvement are very useful and this thesis lays the foundation for incorporating NIR technology into selection protocols to support breeders and researchers.

Il pomodoro (Solanum lycopersicum, L.) è uno degli ortaggi più coltivati e consumati nel mondo e, data la sua importanza economica, è stato oggetto di intensa selezione e miglioramento genetico tanto che attualmente sono disponibili in commercio moltissime varietà. Tuttavia, se confrontate con quelle tradizionali, le moderne varietà di pomodoro sono meno saporite perché contengono quantità significativamente inferiori di importanti sostanze chimiche aromatiche. Il presente lavoro di tesi focalizza la sua attenzione sulla caratterizzazione del sapore delle varietà di pomodoro da mercato fresco rappresentative del portfolio dell’azienda sementiera ISI Sementi, nonché sull’implementazione di nuovi strumenti e metodologie che consentono una più rapida analisi sensoriale sui frutti maturi. L’obiettivo è infatti quello di sviluppare tecnologie in grado di identificare individui in segregazione con caratteristiche gustative, fenotipiche e molecolari idonee in modo da includerli prontamente nei programmi di miglioramento genetico attivi in ISI Sementi. Prendendo quindi come riferimento i valori di gradevolezza e appetibilità ottenuti tramite accurati panel test, questi ultimi sono stati utilizzati per effettuare delle calibrazioni specifiche con dati NIRS. Grazie ai robusti modelli di calibrazione (R2 > 0.8) ricavati per oltre 10 parametri sensoriali quali croccantezza, succosità, pastosità etc, e alla attenta caratterizzazione fenotipica, è stato possibile selezionare piante di due differenti popolazioni di pomodoro in generazione F2 che presentavano un buon sapore oltre che caratteristiche agronomiche richieste dal mercato. Verificata l’importanza centrale dell’utilità di strumenti rapidi e precisi per l’identificazione di specifici individui nel miglioramento genetico, questa tesi pone le basi per l’inserimento della tecnologia NIR nei protocolli di selezione a supporto di breeder e ricercatori.