BIOTECNOLOGIE VEGETALI PER LO
STUDIO DI GENI DI RESISTENZA
DIRETTA ED INDIRETTA AD INSETTI IN
SOLANACEAE
Creators: name: Schettino, Maria
Publisher: name: Università degli Studi di Napoli Federico II
Year: 2008

description: Il fatto di poter disporre di piante resistenti agli insetti porterebbe ovvi benefici
all’uomo (aumento di cibo disponibile ) ed all’ambiente in generale (diminuzione
dell’uso di insetticidi). Per questo motivo la resistenza agli insetti è un classico
obiettivo del miglioramento genetico delle specie agrarie. L’uso delle biotecnologie
vegetali oggi consente di superare alcuni limiti del miglioramento genetico
tradizionale, dando la possibilità di trasferire geni tra organismi appartenenti non solo
a specie e generi diversi ma addirittura a regni diversi. Una strategia attualmente
perseguita per l’ottenimento di piante resistenti ad insetti è focalizzata sulla
produzione di piante che esprimono geni capaci di attivare le differenti difese
endogene tali da esercitare una minore pressione selettiva nei confronti dei fitofagi
bersaglio. I meccanismi difensivi attivati dall’instaurarsi di un danno fogliare sono
sostanzialmente di tipo diretto ed indiretto. La difesa diretta induce geni i cui prodotti
interferiscono con l’alimentazione, il metabolismo, la crescita e la riproduzione dei
fitofagi. La difesa indiretta della pianta comporta la produzione, in risposta all’attacco
dei fitofagi, di specifici metaboliti volatili (VOC), che risultano attrattivi per i nemici
naturali del fitofago (Dicke and Van Loon, 2000; Corrado et al., 2007; Heil, 2008). Nel
pomodoro un gene capace di attivare entrambe le strategie di difesa è il gene
Prosistemina (Prosys), un gene endogeno che codifica per un precursore citosolico,
dal cui processamento si origina il peptide Sistemina (SYS) che svolge un ruolo
fondamentale nella difesa contro lepidotteri attivando numerosi geni. Studi recenti
hanno inoltre dimostrato che il gene Prosys attiva in S. lycopersicum l’espressione di
geni coinvolti nella difesa indiretta (Corrado et al., 2007). Il mio progetto di dottorato
ha avuto come obiettivo l’applicazione delle biotecnologie vegetali per lo studio di
geni di resistenza diretta ed indiretta nel pomodoro. Tale obiettivo è stato perseguito
mediante due approcci sperimentali: la trasformazione genetica via A. tumefaciens,
per la produzione di piante transgeniche di S. lycopersicum che sovraesprimano
costitutivamente il gene della prosistemina; realizzazione di incroci finalizzati alla
introgressione in diverse cultivar di pomodoro del gene Prosys, unitamente al gene
Mi coinvolto nella difesa diretta contro afidi (Rossi et al., 1998). Sono state ottenute
piante transgeniche della cv “Red Setter” di pomodoro e l’analisi di espressione
genica dei trasformanti RSYS, effettuata sia sulla progenie T0 che sulla progenie T1,
ha rilevato che presentano livelli di sovraespressione della sistemina stabilmente più
alti rispetto al controllo. Il genotipo RSYS 24 con il più alto livello di sovraespressione
rispetto al controllo, utilizzato in saggi biologici per valutare la resistenza nei confronti
del fungo Alternaria solani e degli afidi mostra più lenta e ridotta comparsa di sintomi
necrotici, e resistenza diretta ad afidi per ridotta longevità degli ospiti afidici. Per
verificare mediante incroci, la partecipazione della sistemina in risposte di difesa di
tipo diretto ed indiretto, sono state utilizzate come sistema modello per la nostra
analisi, piante transgeniche di pomodoro della varietà “Better Boy” (BB) che
sovraesprimono costitutivamente il precursore della sistemina sotto l’azione del
promotore 35S del CaMV e che includono nel proprio background anche il gene Mi di
resistenza agli afidi (Sys+Sys+ MiMi), ed il corrispondente controllo non trasformato
della stessa cv e che non include il gene Mi (Sys-Sys- mimi) (McGurl et al., 1994).
Mediante incrocio, sono state prodotte linee di due cv di pomodoro con diverse
combinazioni di due geni allo studio, da utilizzare come sistema modello per lo studio
dell’interazione sinergica dei due geni nell’innescare strategie difensive per la
resistenza ad afidi.