Quaderni dei Georgofili

La genomica in frutticoltura: recenti acquisizioni per il miglioramento genetico, la produzione e la qualità del frutto

Silviero Sansavini; Luca Dondini

Accademia dei Georgofili
Pagine: 32
Collana: Quaderni dei Georgofili
Contenuto in: Atti delle giornate di studio: Sistemi colturali innovativi e Impatto della ricerca genetica

Copyright 2008 Accademia dei Georgofili

Le biotecnologie e in particolare la genomica, hanno avuto in Europa un rilevante sviluppo, forse anche per compensare la frenata delle ricerche sulle piante geneticamente modificate (OGM) decretata dagli organi legislativi. Recentemente la genomica italiana ha conseguito risultati di rilievo internazionale, come dimostra il sequenziamento del genoma di vite e melo. Grazie alla genomica sono stati individuati numerosi geni, che sono stati sequenziati, clonati e mappati, divenendo un utile strumento per definire programmi di miglioramento genetico mirati a piante più resistenti ed efficienti e a frutti di migliore qualità, per sviluppare tecniche di propagazione e difesa ecocompatibili, per ridurre gli apporti idrici e nutrizionali. Conoscere la funzione dei singoli geni, le loro interazioni, i meccanismi di regolazione, le proteine da essi codificate e la loro espressione nei pathway metabolici della pianta significa il profilarsi di una nuova biologia dei sistemi produttivi per renderli più competitivi. Attraverso il successivo approccio trascrittomico si possono identificare geni differenzialmente espressi, indotti da fattori ambientali e colturali e da questi derivare adattamenti agli interventi agronomici o introdurne di nuovi. Per far questo occorre attivare o reprimere geni per sviluppare resistenze a stress biotici provocati da patogeni (es. ticchiolatura, fireblight, sharka, ecc.) o a stress abiotici (siccità, salinità). La biologia molecolare e la genomica stanno perciò favorendo una rivisitazione delle conoscenze genetiche, fisiologiche, biochimiche e agronomiche delle specie arboree coltivate, provocando, sul piano applicativo, innovazioni genetiche-varietali e tecniche di filiera, come mai era avvenuto in precedenza.

Abstract

There have been notable advances in the application of molecular biology and genomics in Europe. Recent examples in Italy include the sequencing of the grapevine and apple genomes. The maps constructed from the sequenced and cloned genes represent a useful tool in plant breeding to get high quality fruit and more efficient plants, including such applications as eco-compatible methods of protection, propagation, soil and tree management aimed at reducing energy inputs. Efforts to gain greater insights into the function of individual and groups of genes, their interaction, regulatory mechanisms, the proteins they encode and their expression in a plant’s metabolic pathways should lead to a revolution in our understanding of cropping biology and make tree and orchard productivity more efficient. Transcriptomics also can help us identify differentially expressed genes to improve fruit quality and its shelf life, to understand the role of environmental and management factors and, hence, to upgrade field practices or even develop innovations. The consequence step is how to apply this knowledge for activating and silencing several genes and therefore to induce resistance to biotic stress deriving from pathogens like scab, fireblight and sharka and to abiotic stress deriving from events like drought and salinity. Molecular tools like genomics are thus bringing about a new era in our understanding of the genetics, physiology and biochemistry of plant processes and should lead to advances in the breeding of new cultivars and reverberate through the fruit industry’s supply chain.