Quaderni dei Georgofili

Un approccio innovativo per l’identificazione di geni coinvolti nella sintesi della vitamina C nel frutto di pomodoro

Antonio Di Matteo; Adriana Sacco; Amalia Barone

Accademia dei Georgofili
Pagine: 14
Collana: Quaderni dei Georgofili
Contenuto in: Genomica per la valorizzazione di frumento duro e pomodoro

Copyright 2009 Accademia dei Georgofili

Il pomodoro rappresenta un’importante fonte di antiossidanti, vitamine e minerali, e ciò è di notevole interesse per la salute umana. Infatti, recentemente è stato dimostrato che metaboliti secondari quali l’acido ascorbico (AsA o vitamina C) hanno un effetto protettivo contro alcune malattie croniche e degenerative. Il lavoro di “breeding” mirato all’ottenimento di varietà con migliori caratteristiche qualitative è tuttavia complicato dalla complessità genetica dei caratteri oggetto di studio, per la maggior parte dovuti all’azione congiunta di molti geni (QTL, Quantitative Trait Loci). Oggi, per il pomodoro sono disponibili numerose risorse genetiche e genomiche che possono facilitare il lavoro d’identificazione di QTL e dei geni candidati al controllo di caratteri quantitativi. Scopo del presente lavoro è l’identificazione di potenziali QTL e geni candidati coinvolti nel controllo del contenuto di AsA nel frutto di pomodoro, mediante un approccio che combina l’uso di risorse genetiche e genomiche. Sono state identificate 3 linee di introgressione di S. pennellii, 2 con un elevato contenuto di AsA e una con un basso contenuto. Per effettuare un’analisi trascrittomica l’RNA estratto da tali linee è stato ibridato su un chip COMBIMATRIX. È stato così identificato un set di trascritti differenzialmente espressi nelle tre linee che potrà essere utilizzato per identificare i geni candidati al controllo del contenuto di AsA nel frutto di pomodoro.

Abstract

Tomato fruit is precious source of nutritional compounds, among which ascorbic acid (AsA), that can help to protect against human diseases, such as cancer and cardiovascular ones. In addition, in plants it plays a crucial role as co-factor, antioxidant and precursor. In order to increase AsA content in fruit a deep understanding on the genetic control of its synthesis and storage is required. The purpose of the present work was to identify QTLs and candidate genes, which can increase AsA content in tomato fruit, with the final aim of pyramiding them into cultivated varieties. The approach used was to combine tomato introgression lines with the transcriptomic analysis that allows to investigate the expression level of thousand of genes contemporarily. Fifty S. pennellii introgression lines were screened for AsA content in fruit during three years and three of them were selected since they significantly differed from the cultivated genotype M82 over all the three years. Two of them showed a higher AsA content, one a lower content. Total RNA was extracted from fruit and hybridized on the Combimatrix 90k TomatArray 1.0. A group of over-expressed and under-expressed probes in the three ILs vs. M82 comparison were found. Using a bioinformatic approach, many differentially expressed tentative consensus (TCs) were also annotated and classified according to the Gene Ontology vocabulary. This selected collection of TCs will be useful to better investigate the genetic control of mechanisms leading to an increased AsA content in tomato fruit.