Atti dei Georgofili

Analisi della plasticità fenotipica e dell’interazione genotipo-ambiente in Vitis vinifera L.: le sinergie tra la valutazione fisiologica e l’approccio genomico

Mario Pezzotti; Stefano Poni; Sara Zenoni

Pagine: 16
Contenuto in: Atti dei Georgofili 2014

Copyright 2014 Accademia dei Georgofili

Il problema classico dell’interazione genotipo x ambiente che, ove significativa, determina notevoli differenze fenotipiche per il medesimo genotipo coltivato in diversi areali di coltura è particolarmente sentito per Vitis vinifera L. che, oltre a caratterizzarsi per un panorama ampelografico molto ampio e variegato, è coltivata lungo tutta la penisola con un’altrettanto ampia variabilità di macro e meso-climi. Pertanto, le combinazioni genotipo x ambiente sono innumerevoli ed è estremamente arduo decifrare quale sia il peso relativo di “annata”, “suolo” e “vitigno” nelle risposte osservate. In questa nota, in una prima parte dedicata a una valutazione fisiologica, forniamo esempi relativi alla variabilità esistente entro V. vinifera in termini di resistenza ai danni da freddo e allo stress idrico, alla possibilità di potere discriminare tra vitigni di “facile” o “difficile” gestione, alla consistenza delle risposte a una determinata tecnica di potatura verde (es. defogliazione precoce) al variare di vitigno e ambiente e, infine, all’influenza che l’ambiente può esercitare su relazioni fisiologiche di primaria importanza (es. variazione di fotosintesi su età della foglia). Un quadro così complesso ha grande necessità di interagire con le moderne tecniche di genomica applicata. Ad esempio, un primo studio effettuato su clone di Corvina allevato in ambienti diversi dimostra come sia possibile distinguere geni “plastici” da geni “costanti”, questi ultimi veri e propri marcatori di maturazione poiché forieri di un’espressione che non dipende né da ambiente né da tecnica colturale. Inoltre, riscontri iniziali sembrano confermare che il Sangiovese abbia in effetti una maggiore plasticità transcrittomica rispetto al Cabernet S. Infine, dati ottenuti su Garganega allevata in terreni diversi mostrano una forte variabilità di espressione genica e, a questo punto, l’auspicio è quello di potere capire se gli effetti che vengono genericamente attributi al suolo sono “diretti” o “indiretti”. In prospettiva, con fisiologia e genomica che si integrano come mai avvenuto in passato, la quantificazione del livello di consistenza e ripetibilità degli effetti promossi da determinati operazioni colturali o di gestione della chioma al variare di genotipo e ambiente sembra finalmente un traguardo raggiungibile.

Abstract

The issue of the genotype x environment interaction is a special burden in Italian viticulture due to the multitude of grown varieties and clones as well as of macro and meso-climates which can be found throughout the peninsula. Therefore, the number of genotype x environment interactions is huge and it is very tough defining which fraction of phenotypic variability is explained by climate, soil and cultivar. In this review we provide examples for wide within vinifera variability in terms of cold and drought resistance, we hypothesize that “easy-to-grow” vs. “difficult-to-grow” genotypes do exist, we discuss consistency of effects due to a given practice (i.e. summer pruning) across different environments and genotypes and, finally, we face the issue of basic physiological relationships (i.e. leaf age vs. leaf photosynthesis) whose pattern is climate dependent. Such a complex scenario cannot do without the assistance of genomic sciences, namely transcriptomics. A first survey carried out on a cv. Corvina clone grown in 11 different locations has shown that a number of genes having constancy of expression regardless of year and location do exist and such genes can act as precious markers for ripening traits. Likewise, transcriptional studies carried out on cvs. Sangiovese and Cabernet S. grown in different locations have confirmed that, in Sangiovese, transcriptional plasticity is much more pronounced than in Cabernet Sauvignon. Finally, a more recent survey carried out on cv. Garganega planted in different soils has shown strong differences in transcriptional patterns feeding the hope that soon the never-ending dabate about soil being able to exert direct influence on grape composition will come to solution. Indeed, the challenge physiology and genomic will have to face is complex and of utmost importance: assessment of degree of repeatability of vine response to cultural practices and canopy management across variability of genotype and growing site seems now to be closer to the finishing line.