Studiare i geni del ciliegio per capire i fattori che regolano la crescita dei frutti

Frutti deformi o con basso tenore zuccherino, frutti che si spaccano e cambiano colore, frutti che hanno maggiori probabilità di essere danneggiati dal freddo e dalla siccità come pure una peggiore conservazione post-raccolta sono alcuni dei maggiori problemi che stanno impedendo al settore cerasicolo di crescere in modo positivo.

Le soluzioni a questi problemi potrebbero trovarsi nella genetica grazie ad una migliore comprensione della regolazione dei geni chiave coinvolti nei processi di crescita e maturazione. Infatti, sia i frutti climaterici e non climaterici dispongono di vie biosintetiche legate all'etilene per i processi di crescita, sviluppo, risposte agli stress e reazioni post-raccolta.

Il fattore di risposta all'etilene (in inglese ethylene response factor - ERF) è l'ultimo gene di risposta nel sistema di segnalazione dell'etilene. Si pensa che controlli l'espressione di geni legati all'etilene e che possa modificare la produzione di fitormoni come etilene, gibberelline, citochinine e acido abscissico.

La comprensione degli ERF nelle ciliegie dolci è quindi importante per capire come crescono i frutti e come reagiscono allo stress causato dall'etilene. L'ERF è un fattore di trascrizione chiave che si trova solo nelle piante, ed è composto da molti gruppi di geni. Data questa grande variabilità, gli scienziati sono molto interessati a quanto siano diversi e unici i processi biologici che vi sono collegati.

Lo studio condotto dai centri di ricerca localizzati tra Yantai e Lhasa (Cina) ha individuato ed esaminato il gruppo ERF del ciliegio dolce in termini di classificazione, proprietà fisico-chimiche, caratteristiche della struttura, distribuzione cromosomica, replicazione genica e possibili interazioni proteiche.

Sono state condotte anche alcune ricerche preliminari sulla trascrizione dei frutti in concomitanza dell’apparizione di cracking sui frutti e confrontati poi con frutti con crescita regolare. Sono stati trovati cinquanta fattori di risposta all’etilene (ERF) distribuiti in modo casuale su otto cromosomi e suddivisi in dieci gruppi con 19 motivi conservati.

Il confronto della somiglianza con altre specie vegetali ha dimostrato la loro parentela soprattutto con il melo (Malus domestica L.) per il maggior numero di geni ERF. I risultati ottenuti hanno aiutato a comprendere meglio i modelli di espressione genica, sul modo in cui le ERF sono raggruppate, sulle loro caratteristiche strutturali e sui loro legami storici con altre ERF.

Sono stati anche scoperti nove geni ERF che sono significativamente legati a diversi stadi di crescita nei frutti di ciliegia in condizioni normali. I ricercatori hanno quindi formulato ipotesi su 4 classi di fattori di trascrizione e 23 geni strutturali probabilmente importanti che potrebbero lavorare insieme a questi geni ERF durante la normale crescita dei frutti.

Questo studio è un buon punto di partenza per saperne di più su come i fattori di risposta all’etilene influenzano la crescita, lo sviluppo e il cracking dei frutti a livello molecolare. Inoltre, questo lavoro è il primo a esaminare l'intero genoma del gruppo ERF nel ciliegio dolce. Si tratta di un passo molto importante verso una migliore comprensione di come i geni ERF influenzino la crescita, lo sviluppo e il cracking dei frutti.

Fonte: Wang, Y.; Du, X.; Liu, M.; Li, Y.; Shang, Z.; Zhao, L.; Yu, X.; Zhang, S.; Li, P.; Liu, J.; et al. Genome-Wide Exploration of the Ethylene-Responsive Element-Binding Factor Gene Family in Sweet Cherry (Prunus avium L.): Preliminarily Unveiling Insights into Normal Development and Fruit Cracking. Horticulturae 2024, 10, 247. https://doi.org/10.3390/horticulturae10030247. 
Immagine: Whang et al., 2024

Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)

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