La mappatura genetica apre la strada ad angurie resistenti alle fitopatie

Un gruppo internazionale ha completato la sequenza genomica dell'anguria e il sequenziamento del DNA di 20 accessioni di anguria. I dati genomici presentati in questo studio modelleranno il futuro della genetica dell'anguria e forniranno una risorsa inestimabile per la ricerca ed il miglioramento genetico di altre colture.

La disponibilità di un genoma di riferimento per una coltura è estremamente importante nell'approfondire sia la sua biologia molecolare sia la sua storia evolutiva. Nello studio del genoma dell’anguria, i ricercatori hanno presentato una sequenza del genoma di alta qualità di una cultivar (97103) proveniente dall'Asia orientale ed hanno eseguito il sequenziamento di 20 accessioni di anguria considerando anche la diversità genetica del frutto.

La duplicazione del genoma è un processo comune per le angiosperme e rappresenta un importante meccanismo molecolare che ha dato origine ai moderni cariotipi vegetali. Per comprendere l'origine delle strutture del genoma delle attuali Cucurbitaceae, i ricercatori hanno analizzato la sintenia fra anguria, cocomero, melone e vite. Essi hanno proposto un modello evolutivo che ha dato forma a 11 cromosomi dell'anguria partendo dagli antenati dicotiledoni a 7 cromosomi, passando attraverso gli antenati dicotiledoni intermedi a 21 cromosomi in seguito a 81 fissioni e 91 fusioni.

Molte cultivar di anguria hanno poca diversità genetica e sono suscettibili a numerosi patogeni ed insetti. In questo studio, i ricercatori hanno sequenziato 20 accessioni di anguria rappresentanti tre diverse sottospecie. Come atteso, l'anguria selvatica ha presentato una maggior diversità genetica rispetto alle cultivar commerciali; questi risultati forniscono così l'opportunità genetica di proseguire il miglioramento dell'anguria.

La coltivazione dell'anguria è suscettibile all'attacco di numerosi patogeni che provocano ingenti perdite di produzione, pertanto per i ricercatori urge la necessità di capire la base molecolare di questa specie per migliorarne la resistenza.

I risultati di questo studio hanno mostrato che molti geni che controllano la resistenza (gR) sono localizzati sui cromosomi e formano un raggruppamento genico, questo indica che le duplicazioni ripetute in tandem possono servire come base evolutiva dei geni gR nel genoma dell'anguria. Inoltre, studi precedenti hanno evidenziato che una gran parte dei geni che controllano la resistenza alle malattie si sono persi durante la domesticazione dell'anguria.

L'analisi integrativa genomica e trascrittomica ha anche permesso di capire alcuni importanti aspetti relativi al sistema vascolare (floema) presente in anguria e cetriolo. Di notevole interesse è stato scoprire che il floema dell'anguria contiene 118 fattori di trascrizione (FT), mentre nel cetriolo sono stati identificati solo 46 FT; di tutti i fattori identificati, 32 FT sono presenti in entrambe le specie. Inoltre, il gruppo di ricerca ha identificato numerosi geni importanti per la qualità del frutto: ad esempio sono stati identificati i geni che controllano l'accumulo di zuccheri ed il metabolismo della citrullina.

Jianguo Zhang, Project Manager dell'Accademia di Scienze Agrarie e Forestali di Pechino, riferisce che la sequenza genomica di alta qualità apre la strada ad ulteriori studi sull'anguria. Essa è una fonte di dati che potrebbe servire come valido strumento per conoscere meglio i meccanismi che hanno una significativa importanza economica e per affinare il processo di miglioramento genetico. La sequenza genomica di alta qualità favorirà sia la ricerca evolutiva delle Cucurbitaceae sia altri studi di biologia di base, quali quelli sul metabolismo degli zuccheri.

Fonte: redorbit.com

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