Il ruolo dei geni PavSPL nei processi di crescita, sviluppo e adattamento del ciliegio

I geni SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE (SPL) sono una famiglia di fattori di trascrizione delle piante, fondamentali per i processi di crescita, sviluppo e adattamento a condizioni di stress. Siccome la funzione specifica di questi geni PavSPL non era ancora ben compresa, un recente studio cinese ha analizzato il loro ruolo in ciliegio dolce (Prunus avium).

Lo studio ha identificato 16 geni PavSPL, classificati in 5 sottogruppi, con 12 regolati dal microRNA miR156. L'analisi delle regioni promotrici ha rivelato la presenza di elementi associati a luce, stress abiotico e risposte ormonali, confermando il loro coinvolgimento in importanti processi biologici e adattamenti a condizioni ambientali avverse.

I risultati hanno mostrato che l'espressione stagionale dei geni PavSPL varia durante il ciclo annuale della pianta, in particolare nel periodo di risveglio post-dormienza. I trattamenti con gibberelline (GA) hanno dimostrato un effetto inibitorio sull'espressione di diversi geni PavSPL, suggerendo un potenziale ruolo nei meccanismi regolati da questo ormone.

Attenzione particolare è stata dedicata al gene PavSPL14, che si è rivelato di importanza centrale nello sviluppo del ciliegio dolce. La sovraespressione di PavSPL14 in Arabidopsis thaliana ha portato ad una fioritura anticipata, un aumento dell'altezza delle piante ed una crescita più vigorosa, sottolineandone la potenzialità strategica per il miglioramento genetico delle colture.

Un aspetto nuovo di questo studio è stato l'individuazione dell'interazione tra PavSPL14 e la proteina DELLA PavDWARF8, un noto regolatore nei processi di crescita mediati dalle gibberelline. Attraverso test su lievito e analisi mediante microscopia confocale, è stato possibile dimostrare che PavSPL14 e PavDWARF8 lavorano insieme per regolare la transizione alla fioritura e altri processi di sviluppo.

Questo meccanismo si basa sull'equilibrio di GA: quando i livelli di GA sono bassi, PavDWARF8 interagisce con PavSPL14, inibendo la regolazione dei geni bersaglio. Al contrario, un aumento di GA degrada PavDWARF8, liberando PavSPL14 per favorire la crescita e la fioritura.

L'espressione dei geni PavSPL è stata analizzata anche in risposta a stress da freddo e a trattamenti ormonali. Durante il trattamento a basse temperature, quattro geni (PavSPL3, 6, 11 e 16) hanno mostrato cambiamenti significativi nell'espressione, indicando un ruolo importante nel recupero post-stress.

Per quanto riguarda i trattamenti ormonali, i geni PavSPL hanno risposto non solo alle gibberelline ma anche agli strigolattone, rinforzando la loro rilevanza nei complessi percorsi di regolazione ormonale.

Le implicazioni di questi risultati sono molteplici. Innanzitutto, l'osservazione che i geni PavSPL siano coinvolti sia nella regolazione della dormienza sia nella fioritura li rende strumenti chiave per migliorare e ottimizzare la produzione del ciliegio dolce. Inoltre, la capacità di PavSPL14 di incrementare la crescita e lo sviluppo in Arabidopsis suggerisce potenziali applicazioni biotecnologiche in altre colture.

Infine, l'interazione tra PavSPL14 e DELLA offre una nuova prospettiva sulla co-regolazione di processi di crescita attraverso meccanismi ormonali, aprendo la strada a strategie innovative per migliorare la resa e la resilienza delle piante in risposta a cambiamenti climatici e stress ambientali.

In conclusione, questo studio pone le basi per un’approfondita ricerca sui geni SPL nel ciliegio dolce ed in altre specie; infatti, identificare e comprendere le funzioni di questi geni potrebbe migliorare le strategie di breeding.

Fonte: Liu, X., Sun, W., Liu, H., Wang, L., Manzoor, M. A., Wang, J., Jiu, S., & Zhang, C. (2025). PavSPLs are key regulators of growth, development, and stress response in sweet cherry. Plant Science, 350, 112279. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2024.112279.
Immagini: FMF

Andrea Giovannini
Università di Bologna (IT)

Cherry Times - Tutti i diritti riservati