La diversità cariotipica del ciliegio cinese: nuove prospettive per la selezione varietale

Il ciliegio cinese (Prunus pseudocerasus Lindl.), specie frutticola e ornamentale di grande valore per la biodiversità e l’agricoltura cinese, è stato oggetto di uno studio approfondito al fine di determinare i livelli di ploidia e le caratteristiche cariotipiche di 28 accessioni locali della provincia di Guizhou, in Cina.

Lo studio, condotto attraverso l’analisi di apici vegetativi in mitosi e successivamente confermata con citometria a flusso, ha permesso di identificare una base cromosomica pari a x = 8. I risultati hanno evidenziato una netta prevalenza di individui tetraploidi (19 su 28) affiancati da nove esaploidi, senza la presenza di pentaploidi.

Tale distribuzione evidenzia un’ampia variabilità genomica, utile sia per comprendere le dinamiche evolutive della specie sia per applicazioni pratiche nel miglioramento genetico.

Classificazione cariotipica e risultati

L’analisi dei cariotipi ha permesso di classificare i cromosomi secondo le loro caratteristiche morfologiche: tutti i cariotipi risultano composti da cromosomi metacentrici (m) e sub- metacentrici (sm), con una gamma di variabilità nel rapporto tra il braccio lungo e corto (MAR da 1.15 a 1.56), nel rapporto tra cromosomi lunghi e corti (Lc/Sc da 1.6 a 2.65) e nell’indice di asimmetria cariotipica (As.K dal 53.74% al 61.6%).

Figura 1. Diagramma di dispersione dell'asimmetria cariotipica. Fonte: Nian Chen et al., 2024.

Questi valori hanno consentito di distinguere tre principali tipologie cariotipiche: “1A”, “1B” e “2B”, con 13 accessioni nel gruppo “1A”, 10 nel gruppo “1B” e 5 nel “2B”. In particolare, l’accessione HZ152 è stata identificata come quella con il cariotipo con la combinazione evolutivamente più avanzata (“2B”);

caratterizzata dalla maggiore asimmetria e da un alto numero di cromosomi sub-metacentrici, mentre l’accessione DCZC27 è risultata quella con la forma più primitiva tra quelle analizzate.

Validazione e implicazioni evolutive

L’integrazione tra cariotipizzazione e citometria a flusso si è dimostrata particolarmente efficace nella validazione dei livelli di ploidia: dieci accessioni hanno mostrato picchi G1 equivalenti a quelli del controllo tetraploide, mentre quattro hanno presentato valori significativamente superiori (circa 1.5 volte), pertanto molto probabilmente esaploidi.

Figura 2: Dendrogramma del clustering cariotipico. L'etichetta rappresentava 28 accessioni di ciliegie utilizzate in questo studio, il numero rappresentava la distanza genetica. Fonte: Nian Chen et al., 2024.

Lo studio sottolinea l’assenza di correlazione diretta tra l’origine geografica delle accessioni e la loro composizione cariotipica, suggerendo che la variabilità genetica sia influenzata anche da fattori ecologici, climatici e storici piuttosto che solamente geografici.

Dal punto di vista evolutivo, le accessioni del gruppo “2B”, pur essendo in minoranza, rivestono un ruolo chiave per comprendere i processi di differenziazione genomica e rappresentano un potenziale serbatoio genetico da sfruttare nella costituzione di nuove varietà di ciliegio.

Applicazioni pratiche e selezione

L'identificazione cromosomica delle accessioni di ciliegio cinese fornisce nuove conoscenze sulla diversità cariotipica presente all’interno di Prunus pseudocerasus Lindl. e mostra le complesse relazioni esistenti tra le specie diploidi e poliploidi presenti all’interno della specie.

Queste conoscenze forniscono una base citogenetica per futuri programmi di selezione varietale e conservazione del germoplasma, contribuendo alla valorizzazione delle risorse genetiche di Prunus pseudocerasus Lindl. in Cina.

Integrando le conoscenze acquisite nei programmi di selezione, i breeder possono potenzialmente sfruttare i tratti genetici associati ai vari cariotipi, favorendo lo sviluppo di nuove cultivar di ciliegio più adatte ai cambiamenti climatici ed alle richieste del mercato.

Fonte: Chen, N., Wang, Y., He, M., An, F., Wang, J., & Song, C. (2024). Identification of chromosome ploidy and karyotype analysis of cherries (Prunus pseudocerasus Lindl.) in Guizhou. PeerJ, 12, e18668. https://doi.org/10.7717/peerj.18668 

Fonte immagine apertura: Yan Ma et al., 2024

Andrea Giovannini
Università di Bologna

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