Miglioramento genetico della produzione e della qualità in piante agrarie di interesse orto-frutticolo: analisi molecolare dello stato transgenico e della espressione genica in piante GM per il transgene DefH9-iaaM ed i suoi derivati (DefH9-RI-iaaM). (2002)

Starting date
January 1, 2002
Duration (months)
24
Departments
Biotechnology
Managers or local contacts
Spena Angelo
URL
2002078882_001
Keyword
AUXINA;BIOTECNOLOGIA VEGETALE;MIGLIORAMENTO GENETICO;PARTENOCARPIA;FITORMONI;PRODUTTIVITA';SVILUPPO DEL FRUTTO;ALLEGAGIONE;QUALITÀ

Obiettivo della proposta è il miglioramento quantitativo-qualitativo della produzione frutticola utilizzando il gene DefH9-iaaM e/o geni derivati, costituito dal gene iaaM da Pseudomonas syringae pv. savastonoi sotto il controllo del promotore ovulo specifico del gene DefH9 da Antirrhinum majus, che induce lo sviluppo partenocarpico del frutto (Rotino et al., 1997). La partenocarpia (sviluppo del frutto in assenza di fecondazione) è un carattere ricercato in orto-frutticoltura. In piante orticole modificate con questo gene (es. melanzana e pomodoro), si è ottenuto un anticipo ed aumento della produzione ed un miglioramento qualitativo dei frutti (es. pezzatura). In melanzana, l'aumento di produzione in diverse condizioni di coltura (coltura protetta invernale e primaverile; coltura estiva in pieno campo) è stato di almeno il 35% rispetto a linee non partenocarpiche sia trattate con fito-ormoni alleganti (Donzella et al., 2000) che non ormonate (Acciarri et al., 2002) oltre ad una riduzione dei costi di circa il 9% (coltura protetta invernale). In pomodoro, linee partenocarpiche sono state costituite e valutate in coltura anticipata (Acciarri et al. 2000). Questi risultati rappresentano la premessa per l'estensione del metodo a specie di interesse frutticolo. A tal fine, infatti sono state già in parte costituite (fragola, lampone) o si sta mirando alla costituzione di piante di agrumi (es. mandarino, citrange) transgeniche per il gene DefH9-iaaM.
Sono già disponibili diversi cloni di fragola (F. vesca; e F. x ananassa)e di lampone (Ruby), varietà di lampone rifiorente, trasformati con il gene DefH9-iaaM, indagini preliminari sulle modificazioni del fenotipo-frutto indotte dalla espressione del gene sono già state effettuate. Le Notifiche delle prove in campo con fragola e lampone sono state approvate dal CIB nell'ottobre 1999, e per i diversi cloni sono disponibili piante sia in serra che in campo per la produzione di frutti (2002, 2003 e 2004). Per identificare il ruolo del gene DefH9-iaaM nel migliorare la risposta produttiva e qualitativa in fragola e lampone, si svilupperanno nei dei due anni del progetto studi molecolari sullo effetto della espressione del gene sulla regolazione dei fattori coinvolti nello sviluppo e composizione del frutto, e studi agronomici sui possibili rischi e benefici derivanti dalla diffusione in coltivazione di piante modificate geneticamente per questo gene. In parallelo, grazie al contributo da parte di una unità con competenze specifiche, si opererà al trasferimento dello stesso gene anche negli agrumi, in particolare in varietà di mandarino di elevato valore commerciale (Clementine Comune e Fortune), per le quali la partenocarpia-apirenia è considerata di rilevante interesse. Il lavoro di trasformazione comprenderà anche il citrange (Troyer), come specie modello per la sua elevata efficienze di trasformazione e velocità di sviluppo, cosi da poter verificare entro il periodo del progetto una prima risposta sull'effetto dell'espressione del gene sullo sviluppo del frutto anche negli agrumi. La unità che si dedicherà a questa ricerca, tramite la applicazione dei protocolli di trasformazione genica già disponibili per queste specie, giungerà nei due anni previsti dal progetto alla costituzione e completa caratterizzazione molecolare di cloni transgenici per il gene DefH9-iaaM, su cui successivamente, per i tempi richiesti per la entrata in produzione di queste specie, si svilupperanno studi sulle modificazioni fenotipiche. In generale, per tutte le specie si intende giungere alla costituzione e allo studio di piante modificate per il gene DefH9-iaaM. Geni derivati dal DefH9-iaaM ottimizzati per l'espressività del tratto (Pandolfini et al., 2002), verranno utilizzati in specie e/o cultivars con alta sensibilità all'auxina e/o con un alto numero di semi. Obiettivo generale di questa proposta è verifica sulla possibilità di applicazione del gene DefH9-iaaM per ottimizzare lo sviluppo del frutto ...

Sponsors:

Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca
Funds: assigned and managed by the department
Syllabus: COFIN - Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale

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