Dai geni di resistenza allo sviluppo di nuove varietà di amarene

La selezione di nuove cultivar che abbiano dei tratti di resistenza agli stress biotici è in aumento, soprattutto in funzione della domanda di nuove selezioni con frutti di alta qualità che siano al tempo stesso resilienti agli stress. Il cui principale scopo di ciò è per ridurre la frequenza nell'applicazione di pesticidi. Questo processo di selezione può richiedere tra i 10 e i 20 anni nelle colture annuali ma per le colture perenni, come gli alberi da frutto, può durare diversi decenni.

Uno degli obiettivi principali della selezione genetica in amarena è lo sviluppo di varietà resistenti, in particolare contro patogeni come la monilia (Monilinia laxa), il cancro batterico (Pseudomonas syringae pv. morsprunorum) e quello che causa le macchie fogliari, Blumeriella jaapii.

Sebbene le principali varietà coltivate, inclusa la 'Schattenmorelle,' siano suscettibili a questi patogeni, sono state identificati dei nuovi tratti di resistenza, offrendo l'opportunità di selezionare varietà più tolleranti o addirittura resistenti. Il successo di un programma di miglioramento dipende dalla disponibilità di una vasta gamma di risorse genetiche, nonché dagli strumenti a disposizione per studiare l'ereditarietà dei geni e dei loci di resistenza.

I breeders possono sviluppare marcatori diagnostici per la selezione mirata e identificare e caratterizzare specificamente i potenziali geni di resistenza nelle regioni candidate con l'assistenza di queste informazioni.

Immagine 1: Albero filogenetico dei 581 trascritti di resistenza identificati a lunghezza piena (RPW8-NB-LRR - rosso; TIR-NB-LRR - blu; CC-NB-LRR - giallo). Fonte: Wöhner e Emeriewen: Wöhner e Emeriewen, 2024.

L'amarena (Prunus cerasus L.) è una specie tetraploide (2n = 4x = 32) che si è formata attraverso l'ibridazione tra ciliegio dolce diploide (P. avium, 2n = 2x = 16) e ciliegio selvatico tetraploide (P. fruticosa, 2n = 4x = 32). Di conseguenza, il genoma dell’amarena è distinto dalla presenza di due subgenomi: P. cerasus subgenoma avium e P. cerasus subgenoma fruticosa.

L'obiettivo di questa ricerca (condotta all’Istituto per il miglioramento genetico delle colture da frutto di Dresda, Germania) è stato quello di utilizzare metodi computazionali e strumenti di bioinformatica per indagare la presenza e la distribuzione dei geni di resistenza nei due subgenomi di amarena.

Un totale di 19.570 trascritti con almeno un dominio di gene di resistenza sono stati identificati nel sottogenoma avium e 19.142 nel sottogenoma fruticosa, basandosi sull'analisi dei dati di sequenziamento del genoma e del trascrittoma. I risultati chiave dello studio però sono l'identificazione di 804 trascritti di geni di resistenza "completi" nel sottogenoma avium e 817 nel sottogenoma fruticosa, ognuno dei quali con una distribuzione distinta delle classi di geni di resistenza.

Immagine 2: Albero filogenetico dei 22 RLK e RLP di riferimento di Sehkwal et al. e dei 18 trascritti di P. cerasus 'Schattenmorelle'. Fonte: Wöhner e Emeriewen, 2024.

Questi geni sono stati raggruppati nell'analisi filogenetica e sono state identificate proteine di resistenza uniche in ciascun subgenoma.

I confronti di annotazione funzionale con Arabidopsis thaliana hanno enfatizzato la complessità della resistenza alle malattie nelle specie di ciliegio, in particolare in termini di geni di resistenza condivisi e unici. Lo sviluppo di varietà di amarene più resistenti, la riduzione dei trattamenti chimici e il miglioramento della sostenibilità delle colture possono essere positivamente influenzati da questi risultati.

Partendo da questi risultati, sarà necessaria la validazione funzionale dei geni di resistenza identificati è essenziale per confermare le loro funzioni nella resistenza alle malattie e per comprendere le loro potenziali applicazioni nei programmi di miglioramento genetico.

Fonte: Wöhner, T.W., Emeriewen, O.F. A landscape of resistance gene analogs in sour cherry (Prunus cerasus L.). BMC Res Notes 17, 292 (2024). https://doi.org/10.1186/s13104-024-06952-z.
Immagini: Brighter Bloom; Wöhner and Emeriewen, 2024.

Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)

Cherry Times - Tutti i diritti riservati