RICERCA ITALIANA     

12 Dicembre 2008

Scoperto gene per il pomodoro senza impollinazione

Frutti senza semi e ottenuti senza impollinazione (partenocarpici). La scoperta del gene Aucsia che regola le fasi iniziali dello sviluppo del frutto di pomodoro è il risultato di una ricerca condotta dall'Università di Verona e dal Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura di Montanaro Lombardo (Lodi).

Lo studio, pubblicato sulla rivista Plant Physiology, si presenta di particolare interesse agrario, in quanto l'impollinazione è un fenomeno che risente molto dei fattori ambientali. Inoltre, la ricerca è innovativa anche sotto il profilo metodologico poiché è stato seguito un approccio cis-genico e non transgenico. In pratica, non è stato introdotto nella pianta un gene esogeno, ma c'è stata la regolazione di un gene già presente nella pianta; un gene mai individuato e studiato prima d'ora.

La ricerca, conclusa circa un anno fa, ha coinvolto gruppi di ricerca che collaborano fra loro da oltre 10 anni. Le attività di ricerca hanno obiettivi euristici ed applicativi. Obiettivo euristico è contribuire alla comprensione dei meccanismi che controllano lo sviluppo del frutto. Obiettivo applicativo è lo sviluppo di metodi biotecnologici che consentano il miglioramento quantitativo e qualitativo della produzione in specie orticole e frutticole coltivate per il valore commerciale dei frutti. La prima applicazione biotecnologica è stata l’ottenimento dello sviluppo partenocarpico del frutto in varie specie orticole, tra cui melanzana e pomodoro (1997-2002). L’approccio biotecnologico utilizzato è stato quello di aumentare la sintesi di una molecola segnale, l’ormone vegetale auxina, che è normalmente presente nelle piante e che stimola, a seguito dell’impollinazione e fecondazione, la formazione del frutto dai tessuti dell’ovario. Successivamente, circa 6 anni fa, è iniziato lo studio genetico e di genomica funzionale delle piante partenocarpiche con aumentata sintesi di auxina nell’ovario.
Va detto che il gene denominato Aucsia è presente nelle diverse specie vegetali e agisce sull'attività dell'auxina, ormone vegetale cruciale per lo sviluppo di tutte le piante terrestri.

Di seguito, una breve intervista fatta ai ricercatori

Il risultato raggiunto era l’obiettivo che avevate fin dall’inizio?
Lo studio si proponeva esattamente l’obiettivo raggiunto, i.e. individuare geni di pomodoro coinvolti nell’allegagione che è il processo iniziale di sviluppo del frutto per poi studiarne la funzione tramite tecniche di genomica funzionale. Una di queste tecniche consiste nel sopprimere l’azione di un gene impedendo che l’informazione genetica venga tradotta in proteina e di osservare le conseguenze fenotipiche causate dalla soppressione funzionale del gene.
La soppressione dei due geni “AUCSIA” del pomodoro causa partenocarpia, i.e. le piante producono frutti anche in assenza di impollinazione. Il risultato è andato oltre le nostre migliori aspettative.

Avete utilizzato strumentazioni particolari?
No le tecniche utilizzate non richiedono strumentazioni sofisticate. Sono tecniche avanzate di genetica molecolare che richiedono molta esperienza di biologia molecolare e genetica vegetale.
Abbiamo sviluppato e utilizzato una tecnica di silenziamento tramite interferenza ad RNA messa a punto solo da pochi anni e che noi, per primi in Italia, avevamo sperimentato sulle piante per indurre resistenza al virus della sharka.

Negli ultimi tempi si sta parlando molto di inquinamento e degli effetti negativi che questo può produrre sulla vita delle api e sui processi di impollinazione. La vostra scoperta mette al riparo dai pericoli connessi a queste problematiche?
La possibilità di produrre frutti anche in assenza di impollinazione può essere utile sia per ottenere il frutto in condizioni ambientali avverse per l’impollinazione sia per aumentare la qualità di alcuni frutti. Nel caso di specie vegetali che necessitano di insetti impollinatori, questa tecnica potrebbe contribuire a risolvere l’eventuale problema dovuto sia alla mancanza di insetti pronubi sia alla loro “pigrizia” in condizioni ambientali avverse (es. serre fredde).

Dopo il pomodoro, su quale altro frutto o prodotto orticolo pensate di concentrarvi?
Il gene AUCSIA è conservato in tutte le specie di piante superiori quindi pensiamo che possa avere una funzione simile in tutte le piante terrestri, comprese le specie orticole e frutticole. Potrebbe essere interessante estendere gli aspetti applicativi di questa ricerca a specie perenni quali la vite e ad altre specie frutticole.

Qual è, a vostro avviso, l’aspetto più interessante della ricerca?
La scoperta di una nuova famiglia genica che codifica per miniproteine (lunghe 53 aminoacidi) del tutto sconosciute e caratteristiche delle piante verdi. Confidiamo che lo studio dei geni Aucsia permetterà di identificare altri geni (i.e. geni partner(s) di Aucsia) la cui funzione è al momento ignota.