Ingegnerizzare i portainnesti di ciliegio per aumentare la resistenza ai virus

05 feb 2024
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Le ciliegie dolci e le amarene, come anche altre specie di Prunus, sono vulnerabili a diversi virus potenzialmente dannosi, come il Prunus necrotic ringspot virus (PNRSV). Questo virus può essere trasmesso attraverso vari mezzi, tra cui l'innesto, la potatura, il polline, gli insetti (ad esempio, afidi e cavallette) e i parassiti sotterranei (es. nematodi).

Sebbene le cultivar di ciliegio dolce presentino in genere sintomi minimi o assenti di infezione da PNRSV, alcuni ceppi virali specifici sono in grado di indurre la malattia del mosaico rugoso, una condizione che influisce negativamente sulla qualità dei frutti e sul periodo di maturazione nonché sullo stato di salute in generale delle piante.

Per quel che riguarda i portainnesti invece, la tolleranza o l'ipersensibilità ai virus, compreso il PNRSV, varia. Tuttavia, nel caso in cui una cultivar di ciliegio sia tollerante ad un particolare ceppo di PNRSV ma il portinnesto non lo sia, quando il virus raggiunge il punto d’innesto si verifica una reazione di ipersensibilità, che può portare alla necrosi vascolare, culminando infine nella morte dell'albero.

Tradizionalmente, la selezione di cultivar resistenti al virus è poco comune, poiché richiede molto tempo a causa di problemi come l'eterozigosi, la lunga fase di giovinezza delle piante e  l’assenza di fonti naturali di resistenza. Sebbene l'ingegneria genetica abbia il potenziale per consentire l'integrazione di geni singoli o multipli in genotipi di ciliegio dolce, l'attuazione di tali strategie è stata ostacolata dalle preoccupazioni relative al flusso di transgeni e alla produzione esogena di proteine.

Inoltre, analogamente a numerose colture legnose da frutto perenni, la trasformazione genetica delle ciliegie è attualmente un processo complesso e irregolare. Trasformare singolarmente ciascuna delle varietà attualmente su mercato richiederebbe un'enorme quantità di tempo e risorse.

Uno degli approcci più promettenti per aumentare la resistenza delle piante ai virus è il silenziamento genico post-trascrizionale, che impiega l'interferenza dell'RNA (RNAi) per impedire la patogenicità e la replicazione del virus. La ricerca condotta dai ricercatori della Michigan State University (USA) ha utilizzato un vettore specifico per introdurre la resistenza all'infezione da PNRSV in due portainnesti ibridi di ciliegio, 'Gisela 6' e 'Gisela 7', rispettivamente tolleranti e suscettibili all'infezione da PNRSV.

Un anno dopo aver ricevuto il PNRSV più il Prune Dwarf Virus come inoculante, i portainnesti di 'Gisela 6' non transgenici non hanno mostrato alcun sintomo ma un notevole titolo di PNRSV, mentre in 'Gisela 6' transgenico non ha mostrato alcun sintomo e un titolo di PNRSV trascurabile.

A differenza delle loro controparti transgeniche, gli alberi non transgenici innestati su 'Gisela 7' invece sono morti. I risultati di questo studio indicano che l'utilizzo dell'interferenza dell'RNA (RNAi) per sviluppare la resistenza virale nei portainnesti da frutto è fattibile.

L'implementazione dell'RNAi per creare portainnesti transgenici potrebbe potenzialmente aumentare la resa delle varietà di frutta non geneticamente modificate, aggirando al contempo le sfide associate al flusso di transgeni e alla sintesi di proteine esogene che sono intrinseche ai genotipi da frutto trasformati.

I risultati illustrano l'efficacia del silenziamento genico mediato dall'interferenza a RNA nel promuovere la resistenza virale nei portainnesti di ciliegio. L'utilizzo di portainnesti transgenici resistenti offre risorse eccezionali per studiare: (i) la produzione di cultivar commerciali di frutta non geneticamente modificate attraverso l'uso di portainnesti transgenici e (ii) la prevenzione, la riduzione o l'eliminazione dell'infezione virale nelle cultivar di marze innestate sul portainnesto transgenico

Fonte: Song, G.-q., Sink, K.C., Walworth, A.E., Cook, M.A., Allison, R.F. and Lang, G.A. (2013), Engineering cherry rootstocks with resistance to Prunus necrotic ring spot virus through RNAi-mediated silencing. Plant Biotechnol J, 11: 702-708. https://doi.org/10.1111/pbi.12060.

Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)


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