AGROSISTEMI E BIOECONOMIA

LISA GIACOMELLI

MIKIAS D. GUCHE

JENNA JOLIFFE

JORGE LAGREZE

GIULIA MALACARNE

SUSANNA MICHELI

CLAUDIO MOSER

STEFANIA PILATI

CARLOTTA PIRRELLO

BARBARA ROJAS

Durante l’evoluzione le piante hanno sviluppato meccanismi e strutture che le difendono dai patogeni e dagli stress ambientali. Tra queste svolgono un ruolo essenziale le strutture più esterne quali la cuticola e la parete e membrana cellulare, che fungono sia da barriera meccanica che da sensori dei patogeni. Da anni studiamo i meccanismi di difesa della vite ai patogeni per individuare i geni coinvolti e tale conoscenza è fondamentale per l’attività di miglioramento genetico, anche attraverso l’applicazione delle Tecnologie di Evoluzione Assistita (TEA), come il gene editing. La cuticola, lo strato più esterno degli organi aerei delle piante, composta da cere e da una fitta maglia di cutina, protegge dall’eccessiva disidratazione o dalla radiazione solare ed ostacola la penetrazione di muffe, soprattutto nei frutti in post-raccolta. Pertanto, stiamo studiando alcuni geni regolatori della sintesi della cutina e delle cere, finora caratterizzati solo in piante modello. Per trovare nuove strategie di difesa a botrite, agente della muffa grigia del grappolo, ci siamo focalizzati su due famiglie geniche, codificanti Pectin Metilesterasi (PME) e Pectato Liasi (PL). Esse sono responsabili delle modifiche della pectina di parete durante il softening della bacca d’uva in maturazione, processo che, unito all’accumulo di zuccheri, la rende particolarmente suscettibile a tale fungo. I geni PME e PL rappresentano quindi dei target molecolari, la cui specifica inattivazione tramite TEA potrebbe contrastare l’infezione fungina. Superata la parete cellulare, il patogeno incontra la membrana cellulare, che percepisce l’invasore, sia tramite recettori che attraverso modifiche chimiche dei propri lipidi, inducendo una risposta di difesa cellulare e sistemica con eventi a cascata. Tra questi vi è la perossidazione dei lipidi di membrana catalizzata da lipossigenasi (LOX), che genera le ossilipine, tra cui lo jasmonato, ormone implicato nella risposta di difesa. Recentemente abbiamo identificato le isoforme di LOX in vite, ne abbiamo studiato l’attività in vitro e abbiamo ottenuto piante con il gene LOX disattivato o sovraespresso, di cui stiamo valutando la suscettibilità a oidio. Anche l’acido salicilico (SA) è un ormone coinvolto nella risposta di difesa della pianta. La sua concentrazione dipende dall’azione di enzimi finemente regolati, tra cui le proteine Downy Mildew resistance 6 (DMR6). L’inattivazione dei geni DMR6 causa in varie specie l’accumulo di SA, rendendo le piante più resistenti a diversi patogeni fungini. Da alcuni anni studiamo i geni DMR6 di vite ed abbiamo ottenuto piante con uno o due geni disattivati. Le nostre prove preliminari indicano una minore suscettibilità di queste piante alla peronospora.

Maggiori informazioni nell’articolo pubblicato da Biomolecules (2022), 12 (2): 182. https://doi.org/10.3390/biom12020182

PAROLE CHIAVE: geni di difesa, malattie fungine

SPECIE: Vitis vinifera