USA: ricercatori scoprono il processo di maturazione del pomodoro
I ricercatori hanno studiato a lungo i meccanismi per controllare il processo di maturazione per migliorare la qualità del frutto e prevenirne il deperimento post-raccolta. Lo studio fornisce informazioni utili per lo sviluppo di nuove varietà di pomodoro che possano conservare inalterate le loro caratteristiche organolettiche, in particolare il sapore e la consistenza, durante la fase post-raccolta, dal campo alla conservazione nel punto vendita.
Zhangjun Fei, professore associato presso il BTI e co-autore della pubblicazione relativa al presente studio, dice che: "Prima, la maggior parte degli studi svolti sul miglioramento genetico si focalizzava nel capire la variazione della sequenza del DNA nel genoma, ora questa ricerca apre le porte ad una nuova era. Adesso è possibile utilizzare la variazione epigenetica piuttosto che le variazioni nella sequenza del DNA per migliorare le colture".
Recentemente, i ricercatori hanno scoperto che oltre alle informazioni contenute nel DNA di un organismo, esiste anche un segnale epigenetico sovraimpresso su quel DNA che può controllare come e quando i geni vengono espressi. In una comune modificazione epigenetica, i gruppi metilici si legano alle basi azotate del DNA dell’organismo, un’accentuata metilazione può essenzialmente bloccare la trascrizione di un gene.
Il biologo dell’ARS, James Giovannoni, ed i suoi colleghi si sono chiesti se la modificazione epigenetica del DNA poteva avere un ruolo importante nella maturazione del pomodoro. L’etilene, l’ormone della senescenza, è prodotto dai tessuti vegetali ma può anche essere somministrato durante la lavorazione del pomodoro per favorire la maturazione del frutto per il mercato. I pomodori molto giovani, con semi immaturi, non maturano in risposta all’etilene, ed i ricercatori hanno tentato, senza successo, di capire il meccanismo genetico che segnala alla polpa del pomodoro che la maturazione è stata raggiunta.
Per capire se i meccanismi epigenetici possono intervenire durante il processo di maturazione, i ricercatori hanno iniettato nei frutti immaturi un composto che inibisce gli enzimi responsabili della metilazione del DNA. I pomodori iniettati maturarono infatti prematuramente confermando quindi che la metilazione del DNA regolava la maturazione del frutto.
Il composto non dovrebbe mai essere utilizzato per controllare la maturazione, tuttavia esso ha dimostrato che la metilazione del DNA è una processo critico.
Silin Zhong, co-autore e ricercatore del BTI con una borsa di studio in biologia del Human Frontier Science Program, dice "Una volta che abbiamo capito che l’inibitore può distruggere il misterioso meccanismo che regola la maturazione del frutto, abbiamo deciso di cercare i geni più importanti della maturazione che sono controllati dal fattore di trascrizione RIN (inibitore della maturazione) ed abbiamo studiato come la metilazione cambia durante lo sviluppo del frutto. All’improvviso, ogni cosa sembrava chiara."
Zhong ed altri colleghi hanno scoperto che i frutti di pomodoro subiscono la maggior variazione epigenetica durante la maturazione, perdendo la metilazione della citosina su molti siti del genoma, in particolare nelle sequenze codificate dal RIN. Inoltre, questa riprogrammazione epigenetica non avviene nei mutanti di pomodoro che sono difettosi nella maturazione.
Giovannoni dice: "La modificazione nella metilazione del DNA, ed in particolare delle sequenze dei geni responsabili della maturazione, è il processo epigenetico che controlla la risposta del frutto all’etilene e quindi la maturazione stessa. Noi crediamo di aver identificato un nuovo componente della maturazione che potrebbe servire come strumento aggiuntivo per migliorare la shelf-life e la qualità del pomodoro."
Il gruppo di ricerca sta continuando il lavoro e Fei conclude: "Noi vogliamo controllare se questa modificazione epigenetica del DNA è un processo comune anche in altri tipi di frutto."
Fonte: phys.org
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