Uno studio sul genoma di ciliegio rivela i geni responsabili della qualità

Nelle ciliegie dolci esiste una notevole variazione genetica, soprattutto per quel che riguarda le caratteristiche legate alla qualità del frutto. Nell'ultimo decennio i ricercatori hanno utilizzato la mappatura di loci dei caratteri quantitativi (quantitative trait loci, QTL), identificando sui cromosomi 1 e 4 i loci principalmente associati alla durezza e al calibro dei frutti, alla suscettibilità al cracking e ad altri tratti agronomici significativi associati alla fenologia, tra cui la data di fioritura e la data di maturazione.

Tuttavia, l'individuazione di QTL in popolazioni biparentali presenta dei limiti e il successo dell'identificazione di questi loci dipende da una serie di fattori, tra cui il grado di eterozigosi tra i due genitori della progenie e la variabilità fenotipica delle caratteristiche in esame tra i due genitori.

Metodologie innovative, tra cui la genotipizzazione mediante sequenziamento (GBS), consentono il sequenziamento simultaneo di numerosi campioni e forniscono mezzi economicamente vantaggiosi per acquisire serie dense di polimorfismi a singolo nucleotide (SNP).

Negli ultimi anni è stata ampiamente documentata l'utilità del GBS nelle specie arboree da frutto, compreso lo sviluppo di una mappa di linkage ad alta densità per le specie di Prunus. La fattibilità di queste metodologie GBS nelle specie di Prunus è stata rafforzata dall'accessibilità dei genomi di riferimento del pesco e del ciliegio dolce.

Lo studio condotto dai ricercatori dell’Università di Bordeaux e del centro INRAE Val di Loira (Francia), mostra i risultati dell’associazione genomica in relazione alle caratteristiche qualitative dei frutti in una collezione di germoplasma comprendente 116 genotipi di ciliegio.

Su di esse, sono state valutate 23 caratteristiche di qualità dei frutti in un periodo di 2-6 anni. Il germoplasma raccolto è stato caratterizzato mediante genotipizzazione per sequenziamento (GSB). Utilizzando due modelli multiloci e tre genomi di riferimento, è stato condotto uno studio di associazione genome-wide, grazie anche alla copertura SNP (single nucleotide polymorphism o, in italiano, polimorfismo a singolo nucleotide) raccolta.

Sono state identificate numerose associazioni SNP-trait in relazione alla dimensione globale del frutto (compresi peso, larghezza e spessore), alla suscettibilità del frutto al cracking, alla durezza del frutto e alla dimensione del nocciolo. Inoltre, sono stati identificati diversi geni candidati implicati nel metabolismo dei fitormoni e delle pareti cellulari, come pure degli ioni calcio.

È interessante notare come il metabolismo ormonale e delle pareti cellulari possano avere un ruolo importante nella qualità finale delle ciliegie, come già osservato in altre specie frutticole. Sebbene si sappia molto sulla qualità dei frutti di ciliegie, è ancora necessaria una maggiore comprensione del controllo genetico di tali caratteristiche per sviluppare strategie di selezione che soddisfino le esigenze di produttori e consumatori.

Utilizzando più genomi di riferimento e più anni di fenotipizzazione, questo studio rappresenta il primo tentativo di valutare le associazioni genetiche nel ciliegio dolce per i tratti di qualità del frutto. Il metodo GBS è stato efficacemente utilizzato per produrre una robusta collezione di SNP che comprende l'intero genoma del ciliegio.

Sono state identificate numerose associazioni SNP-trait associate a vari tratti agronomicamente significativi. Questo rappresenta un primo passo verso l'implementazione della selezione assistita da marcatori, che mira a semplificare il processo di selezione delle ciliegie dolci.

Fonte: Armel S L Donkpegan, Anthony Bernard, Teresa Barreneche, José Quero-García, Hélène Bonnet, Mathieu Fouché, Loïck Le Dantec, Bénédicte Wenden, Elisabeth Dirlewanger, Genome-wide association mapping in a sweet cherry germplasm collection (Prunus avium L.) reveals candidate genes for fruit quality traits, Horticulture Research, Volume 10, Issue 10, October 2023, uhad191, https://doi.org/10.1093/hr/uhad191.

Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)

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