Pubblicazioni

Autori:

D'Inca', Erica

Titolo:

MASTER REGULATORS OF THE VEGETATIVE-TO-MATURE ORGAN TRANSITION IN GRAPEVINE: THE ROLE OF NAC TRANSCRIPTION FACTORS

Anno:

2017

Tipologia prodotto:

Doctoral Thesis

Lingua:

Inglese

Parole chiave:

"NAC transcription factors", "grapevine transformation", "master regulators", "vegetative-to-mature organ transition", "fruit ripening", "nor tomato mutant"

Abstract (italiano):

La vite (Vitis vinifera L.), una delle più coltivate piante da frutto, riveste notevole importanza economica in tutto il mondo. Poichè negli ultimi decenni la viticoltura sta subendo gli effetti del riscaldamento globale (Webb et al., 2007), è necessario mantenere una produzione di uva e vino di elevata qualità. Una delle maggiori sfide consiste nell’identificazione dei principali geni regolatori dello sviluppo della pianta di vite durante il ciclo vegetale annuale e, in particolare, della transizione dalla fase vegetativa a quella matura (detta véraison), durante la quale avvengono profonde modificazioni biochimiche, fisiologiche e trascrizionali. Grazie ad un'analisi di network di co-espressione sull’atlante del trascrittoma della vite e ad un dataset di dati trascrizionali di bacche (Massonnet, 2015; Palumbo et al., 2014; Fasoli et al., 2012), è stata identificata una nuova categoria di geni chiamata 'switch’; tali geni sono significativamente up-regolati durante la transizione di fase ed inversamente correlati a molti geni soppressi durante la fase matura. Tra questi, i fattori di trascrizione NAM/ATAF/CUC (NAC) rappresentano un’interessante famiglia genica dato il ruolo chiave in processi biologici come sviluppo e risposte allo stress in pianta (Jensen et al., 2014). Per la caratterizzazione funzionale cinque geni NAC sono stati selezionati come putativi principali regolatori della riprogrammazione del trascrittoma durante la maturazione della vite. VvNAC11, VvNAC13, VvNAC33 e VvNAC60 sono stati identificati come geni 'switch' dalla sopra citata analisi, mentre VvNAC03 come gene omologo a NOR (non-ripening) di pomodoro, uno dei principali regolatori della maturazione di tale frutto (Giovannoni, 2004; Giovannoni et al., 1995). I cinque NAC sono stati sovra-espressi transientemente in Vitis vinifera per ottenere una panoramica dei loro effetti primari sul trascrittoma. Sono poi state ottenute e caratterizzate dal punto di vista molecolare e fenotipico piante di vite stabilmente trasformate con VvNAC33 e VvNAC60. VvNAC33 sembra essere coinvolto nella regolazione negativa della fotosintesi poiché le foglie sovra-esprimenti tale gene contengono una minor quantità di clorofilla, mentre VvNAC60 provoca una ridotta crescita della pianta e una prematura lignificazione dello stelo rispetto ad una pianta controllo della stessa età. Questi risultati riflettono comportamenti tipici di piante in fase di maturazione e senescenza, sostenendo l’ipotesi di un ruolo fondamentale dei NAC nella transizione di fase in vite. Al fine di identificare i target che agiscono a valle dei NAC, sono state eseguite analisi microarray sulle foglie delle piante trasformate in modo transiente e stabile. In entrambe le over-espressioni è stata influenzata l’espressione di un'ampia gamma di processi cellulari tra cui, tra le categorie funzionali più rappresentate, vi sono trasporto, metabolismo secondario e attività dei fattori di trascrizione. L'identificazione di VvMYBA1, un noto regolatore della biosintesi degli anotciani in vite (Kobayashi et al., 2002), come target di VvNAC60 suggerisce un ruolo di tale NAC in processi tipici dell’inizio della maturazione. Un altro approccio utilizzato in questo lavoro è stato la complementazione funzionale del mutante nor di pomodoro con i NAC selezionati. Risultati preliminari hanno rivelato che VvNAC03 e VvNAC60 sembrano avere una funzione simile a NOR poichè riescono a maturare almeno esternamente. In conclusione, i risultati ottenuti in questo lavoro suggeriscono la capacità dei VvNAC selezionati di influenzare l'espressione di geni coinvolti nella regolazione che controlla lo sviluppo dalla fase vegeativa alla fase matura in vite. Questo lavoro ha inizato a far luce sul ruolo dei NAC nello sviluppo della vite, ma dovranno essere effettuate ulteriori analisi per ottenere una piena compresione del macchinario molecolare che regola questo complesso sistema di regolazione.

Id prodotto:

97215

Handle IRIS:

11562/961366

ultima modifica:

4 novembre 2022

Citazione bibliografica:

D'Inca', Erica, MASTER REGULATORS OF THE VEGETATIVE-TO-MATURE ORGAN TRANSITION IN GRAPEVINE: THE ROLE OF NAC TRANSCRIPTION FACTORS

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