Scoperto un nuovo gene che regola le fasi iniziali dello sviluppo del frutto di pomodoro. Sopprimendone la funzione il gruppo di ricerca dell’Università di Verona e del Consiglio per la ricerca e la sperimentazione (Cra) di Montanaso Lombardo di Lodi hanno ottenuto il frutto senza bisogno di impollinazione (partenocarpia).
Novità importante della ricerca - pubblicata lo scorso 3 novembre sulla rivista Plant Physiolgy - l’aver seguito un approccio di tipo cis-genico e non trasgenico: ovvero senza introduzione nella pianta di un gene esogeno, ma attraverso la “caratterizzazione funzionale” e la regolazione di un gene già presente nella pianta e che ad oggi non era mai stato individuato e studiato. Il gene denominato Aucsia è conservato nelle diverse specie vegetali e agisce sull'attività dell’auxina, ormone vegetale cruciale per lo sviluppo di tutte le piante terrestri.
Novità importante della ricerca - pubblicata lo scorso 3 novembre sulla rivista Plant Physiolgy - l’aver seguito un approccio di tipo cis-genico e non trasgenico: ovvero senza introduzione nella pianta di un gene esogeno, ma attraverso la “caratterizzazione funzionale” e la regolazione di un gene già presente nella pianta e che ad oggi non era mai stato individuato e studiato. Il gene denominato Aucsia è conservato nelle diverse specie vegetali e agisce sull'attività dell’auxina, ormone vegetale cruciale per lo sviluppo di tutte le piante terrestri.
La ricerca è frutto della collaborazione che da dieci anni vede impegnati i ricercatori del Dipartimento di Biotecnologie e dell’Università di Verona, coordinati da Angelo Spena, ordinario di fisiologia vegetale dell’ateneo scaligero, e del Consiglio per la ricerca e la sperimentazione (Cra) di Montanaso Lombardo di Lodi guidati da Giuseppe Leonardo Rotino.
Tramite avanzate tecniche di genomica funzionale sviluppate dai ricercatori veronesi, il gruppo di ricerca è riuscito a sopprimere la funzione dei geni Aucsia ottenendo lo sviluppo del frutto di pomodoro anche in assenza di impollinazione e fecondazione. I frutti così prodotti sono definiti partenocarpici e sono privi di semi. I ricercatori di Verona, Barbara Molesini e Tiziana Pandolfini e di Montanaso Lombardo lavorano da oltre dieci anni sulla partenocarpia ed erano già riusciti ad ottenere nel 1997 frutti partenocarpici tramite tecniche di ingegneria genetica, aumentando la sintesi negli ovari dell’ormone vegetale auxina. Proprio lo studio di queste piante partenocarpiche transgeniche ha permesso di individuare nuovi geni di pomodoro implicati nella formazione del frutto e tra questi di scoprire il gene Aucsia.
Tramite avanzate tecniche di genomica funzionale sviluppate dai ricercatori veronesi, il gruppo di ricerca è riuscito a sopprimere la funzione dei geni Aucsia ottenendo lo sviluppo del frutto di pomodoro anche in assenza di impollinazione e fecondazione. I frutti così prodotti sono definiti partenocarpici e sono privi di semi. I ricercatori di Verona, Barbara Molesini e Tiziana Pandolfini e di Montanaso Lombardo lavorano da oltre dieci anni sulla partenocarpia ed erano già riusciti ad ottenere nel 1997 frutti partenocarpici tramite tecniche di ingegneria genetica, aumentando la sintesi negli ovari dell’ormone vegetale auxina. Proprio lo studio di queste piante partenocarpiche transgeniche ha permesso di individuare nuovi geni di pomodoro implicati nella formazione del frutto e tra questi di scoprire il gene Aucsia.
Il prodotto di questo gene è una piccola proteina formata da 53 aminoacidi che influenza l’azione dell’auxina, ormone vegetale che regola la maggior parte dei processi di sviluppo della pianta, dalla maturazione dell’embrione alla formazione delle radici, alla risposta alla gravità e alla luce. Il gene Aucsia non è presente solo in pomodoro, ma è stato individuato nel genoma di tutte le pianti terrestri e in alcune alghe verdi unicellulari progenitrici delle piante superiori.
"La caratterizzazione di questo gene – sottolinea Angelo Spena - porterà in futuro a comprendere aspetti nuovi del meccanismo di azione dell’auxina non soltanto per quanto riguarda lo sviluppo del frutto, ma anche per molti altri aspetti della crescita e del differenziamento delle piante".
Altrettanto importanti potranno essere le applicazioni di questa scoperta nel miglioramento genetico delle piante agrarie. "La partenocarpia infatti è un tratto fenotipico molto apprezzato in orticoltura – conferma Giuseppe Leonardo Rotino del Cra - perché consente la produzione dei frutti anche in condizioni ambientali sfavorevoli per l’impollinazione e perché l’assenza dei semi può migliorare la qualità stessa del frutto".
Altrettanto importanti potranno essere le applicazioni di questa scoperta nel miglioramento genetico delle piante agrarie. "La partenocarpia infatti è un tratto fenotipico molto apprezzato in orticoltura – conferma Giuseppe Leonardo Rotino del Cra - perché consente la produzione dei frutti anche in condizioni ambientali sfavorevoli per l’impollinazione e perché l’assenza dei semi può migliorare la qualità stessa del frutto".
"E’ importante sottolineare - conclude la ricercatrice Tiziana Pandolfini del Dipartimento di Scienze, Tecnologie e Mercati della Vite e del Vino (DiSTeMeV) dell’ateneo veronese - che questa ricerca può permettere la produzione di piante partenocarpiche, sia orticole sia da frutto, attraverso un metodo cis-genico anziché transgenico, cioè modificando il funzionamento di un gene presente nella pianta (cis-genesi) senza ricorrere all’introduzione di materiale genetico estraneo proveniente da altri organismi (trans-genesi). Questo risultato ha valore sia applicativo sia euristico e il proseguimento di questi studi apre molte prospettive nel campo della biologia e delle biotecnologie vegetali, come dimostra l’interesse della comunità scientifica internazionale".
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