I geni alla base del colore e delle dimensioni delle ciliegie

Lo sviluppo e la maturazione dei frutti rappresentano processi biologici complessi regolati da una fitta rete di segnali genetici e biochimici che determinano caratteristiche fondamentali come dimensione, consistenza e colore.

Il ciliegio dolce (Prunus avium) è un frutto non climaterico, per cui questi processi risultano particolarmente interessanti da studiare poiché avvengono con una regolazione ormonale meno dipendente dall’etilene rispetto ad altre specie, rendendo centrale il ruolo di specifici fattori di trascrizione.

Lo studio qui presentato indaga i meccanismi molecolari che controllano la crescita e la colorazione delle ciliegie, concentrandosi sul ruolo di specifici fattori di trascrizione durante lo sviluppo.

Analisi genetica

Gli autori hanno analizzato il profilo di espressione genica durante diverse fasi di sviluppo del frutto cv Regina coltivato nella Grecia del Nord, individuando due fattori di trascrizione particolarmente rilevanti: PaWRKY57 e PaNAC29.

Entrambi mostrano un aumento significativo della loro espressione nelle fasi avanzate dello sviluppo, in coincidenza con l’accrescimento del frutto e l’inizio della colorazione, suggerendo un ruolo chiave nella maturazione.

Per verificare la funzione di questi geni, è stato utilizzato un approccio sperimentale di silenziamento genico transitorio durante la fase di “color break”, cioè il momento in cui il frutto cambia colore da verde a rosso.

Risultati sperimentali

I risultati mostrano che la riduzione dell’espressione di PaWRKY57 e PaNAC29 provoca effetti evidenti sullo sviluppo del frutto: in particolare, si osserva un ritardo nella colorazione e diminuzione delle dimensioni.

Questo dimostra che entrambi i fattori sono necessari per una corretta maturazione e crescita. Dal punto di vista biochimico, il silenziamento dei due geni porta a una riduzione dell’accumulo di antociani, i pigmenti responsabili del colore rosso tipico delle ciliegie.

Questo effetto è legato alla regolazione diretta di geni coinvolti nella biosintesi dei flavonoidi, come PaDFR e PaLDOX, che risultano meno espressi quando i geni vengono inibiti.

Meccanismi biochimici

Di conseguenza, la produzione dei pigmenti è compromessa e la colorazione del frutto risulta attenuata. Oltre alla colorazione, lo studio evidenzia anche un ruolo nella regolazione della crescita del frutto.

In particolare, PaNAC29 appare coinvolto nei processi legati allo sviluppo cellulare e alla regolazione ormonale. I dati suggeriscono una connessione con il metabolismo e la segnalazione dell’acido abscissico, un ormone importante nei frutti non climaterici.

Un aspetto importante emerso è che questi fattori di trascrizione non agiscono isolatamente, ma fanno parte di una rete regolatoria complessa che coordina diversi processi biologici, integrando segnali di crescita e metabolismo.

Conclusioni

In conclusione, lo studio dimostra che PaWRKY57 e PaNAC29 sono regolatori centrali nello sviluppo del ciliegio dolce, controllando sia la crescita sia la colorazione attraverso la modulazione di geni chiave e vie metaboliche.

Questi risultati forniscono nuove conoscenze sui meccanismi molecolari della maturazione nei frutti non climaterici e rappresentano una base importante per future applicazioni nel miglioramento genetico, con l’obiettivo di ottenere frutti di qualità superiore in termini di colore, dimensione e uniformità.

Fonte: Vaia Styliani Titeli, Michail Michailidis, Christina Skodra, Athanassios Dalakouras, Martina Samiotaki, Georgia Tanou, Christos Bazakos, Athanassios Molassiotis, Transcription factors PaWRKY57 and PaNAC29 regulate fruit color and growth during sweet cherry development, Plant Physiology, Volume 200, Issue 2, February 2026, kiaf647, https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf647 

Fonte immagine: Stefano Lugli

Melissa Venturi
Dottoressa di Ricerca in Scienze e Tecnologie Agrarie, Ambientali e Alimentari - Arboricoltura Generale e Coltivazioni Arboree - Bologna, IT

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