Melanzana: svelato da team internazionale il catalogo completo di geni e caratteri - Melanzana: svelato da team internazionale il catalogo completo di geni e caratteri

Un team internazionale di 24 ricercatori provenienti da 7 paesi, tra cui in Italia rappresentanti di CREA, ENEA, Cnr, e Università di Torino, ha descritto il catalogo completo dei geni (pan-genoma) e delle caratteristiche fenotipiche (pan-fenoma) della melanzana (Solanum melongena). Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, ha permesso di ricostruire la storia dell’ortaggio, aprendo nuove prospettive per la sua selezione futura.

Lo studio. Il team è partito da una vasta collezione mondiale di 3.400 varietà di melanzane e dei loro progenitori selvatici, utilizzandola per ricostruire la storia della loro domesticazione, avvenuta in India e nel Sud-Est asiatico e della loro espansione in Medio Oriente, Europa ed Estremo Oriente (Cina e Giappone), probabilmente attraverso le rotte commerciali arabe e cinesi. Ha poi analizzato le caratteristiche selezionate sia dall'uomo che dall'ambiente, evidenziando che, ad esempio, le varietà provenienti dall'India e dal Sud-Est asiatico hanno conservato il colore della buccia non viola e le foglie spinose, connotati dei loro antenati selvatici, mentre questi tratti sono stati progressivamente persi nelle altre aree geografiche.

Infine, è stato eseguito lo studio delle sequenze genomiche di 368 accessioni, rappresentative della diversità globale sia fenotipica che genetica delle melanzane e comprendenti i suoi progenitori selvatici, Solanum incanum e Solanum insanum e di 218 caratteri (agronomici, di resistenza agli stress biotici e abiotici, e composizione metabolica dei frutti) in 3 prove di campo a Valencia (Spagna), Montanaso Lombardo (Italia) e Antalya (Turchia). Questo enorme set di dati è stato analizzato utilizzando tecniche bioinformatiche avanzate. È stato scoperto che il genoma “core” (centrale , condiviso) della melanzana è costituito da circa 16.300 famiglie di geni (presenti in tutte le varietà), mentre circa 4.000 famiglie di geni erano “non indispensabili” (cioè presenti solo in una o poche accessioni).

Il contributo del CREA. Nello specifico, il CREA è stato responsabile di tutte le attività di scambio di materiali tra i vari partners, ha condotto le caratterizzazioni fenotipiche e di resistenze a patogeni nel nostro Paese, ma anche coordinato in generale tutte le attività di caratterizzazione condotte dagli altri partners coinvolti nei diversi ambienti, grazie alla creazione e condivisione di un "phenotyping kit comune, che ha consentito di ottenere dati armonizzati tra loro. Grazie alla esperienza maturata dai ricercatori nella specie S. melongena e nei processi fisiologi alla base di alcuni tra i suoi caratteri agronomici di maggior rilievo (specialmente le resistenze a patogeni), è stato fornito un contributo essenziale nell’individuazione dei geni candidati all'interno dei principali QTL , e nella loro successiva caratterizzazione.

I risultati costituiscono una vera e propria pietra miliare: non solo riscrivono la storia della evoluzione genetica di questo importante ortaggio, ma “aprono nuove prospettive per l’utilizzo di tecniche di miglioramento genetico di precisone per la selezione di cultivar innovative di melanzana” afferma il Giuseppe L. Rotino del CREA-GB. Inoltre, evidenzia il ruolo cruciale del mantenimento ed impego delle risorse genetiche come elemento chiave per sostenere e far progredire la ricerca nel campo della genetica vegetale. Spiega Laura Toppino del CREA-GB: “il nostro lavoro ha rivelato oltre 3.000 associazioni tra caratteri e regioni cromosomiche e, per molte di esse, abbiamo individuato l'esatta mutazione del DNA alla base del carattere. In questo articolo presentiamo tre esempi: la formazione delle spine, la resistenza al Fusarium - una grave malattia fungina che riduce notevolmente la produttività delle melanzane - e il contenuto di acido isoclorogenico nei frutti, potenti antiossidanti associati all'imbrunimento della polpa. Gli altri 215 caratteri studiati saranno oggetto di ulteriori pubblicazioni”.

I dati genomici e l'insieme delle accessioni sono accessibili al pubblico: il CREA è stato nominato - insieme a AVRDC (Taiwan) - responsabile del mantenimento della collezione di 368 accessioni, che saranno distribuite nell'ambito di un accordo standard di trasferimento di materiale, in conformità con le disposizioni del Trattato internazionale della FAO. La condivisione dei dati e delle risorse genetiche consentirà a tutte le parti interessate – banche del germoplasma, ricercatori, ditte sementiere e consumatori – di raccogliere i frutti di questa ricerca finanziata con fondi pubblici.

photo credits: Maria Rosaria Tassone e Laura Toppino - CREA