Ruotolo, Gianluca (2013) Identificazione di QTL (quantitative trait loci) associati alle modifiche dello ionoma di pomodoro in linee di introgressione omozigoti di Solanum lycopersicum x S. pennellii. [Tesi di dottorato]

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La distribuzione dei metalli nei vari organi delle piante ne caratterizza lo ionoma (Salt et al., 2008). Il miglioramento delle caratteristiche nutrizionali degli alimenti (bio-fortificazione) è dovuto anche all’accumulo dei minerali nelle loro parti edibili (Grusak, 1999), benchè i vegetali possano assorbire anche elementi nocivi per la salute dell'uomo (Fraga, 2005). Lo ionoma è sotto il controllo di geni la cui posizione all’interno del genoma, per la maggior parte di essi, non è ancora chiara (Colangelo e Guerinot, 2006). Il miglioramento genetico basato sull’incrocio tra cultivar e specie selvatiche, nonostante la pratica del reincrocio, comporta la difficile eliminazione di geni non desiderati provenienti dalla specie selvatica; tra questi caratteri, i meno controllati sono quelli relativi all’assorbimento di metalli pesanti ed il loro accumulo negli organi eduli. Anche in pomodoro gli studi sulla genetica relativi alla traslocazione ed all’accumulo di metalli sono pochi e riguardano solo alcuni metalli (Bereczky., 2003). Le linee di introgressione (IL) ottenute dall'incrocio di S. lycopersicum cv. M82 x S. pennellii sono caratterizzate dalla presenza in omozigosi di una porzione del genoma della specie selvatica introgressa in quello della specie coltivata (Lippman et al., 2007). Tali IL impiegate per l’ottenimento di nuove cultivar, sono state oggetto di questa ricerca, in cui per la prima volta si è studiata la relazione tra l'introgressione del genoma di S. pennellii in S. lycopersicum e le variazioni dello ionoma delle linee di introgressione originate da tale incrocio. In generale i risultati hanno mostrato che la variazione della concentrazione di un elemento nella pianta, come già osservato per altre specie, non è un fenomeno indipendente dalla variazione delle concentrazioni degli altri elementi confermando ch un singolo cambiamento fisiologico nella pianta può produrre risposte complesse nel sistema pianta (Ruffel et al., 2010). Si è poi osservato che le variazioni multiple nella concentrazione degli elementi nelle singole IL rispetto alla cv M82 sono strettamente dipendenti dal segmento cromosomico introgresso così come osservato già osservato per altri caratteri fenotipici (Frary et al., 2010; 2011; Schauer et al., 2006; Frusciante et al., 2007; Schauer et al., 2008; Di Matteo et al., 2012, Stevens et al., 2007). Inoltre I numerosi QTL identificati nelle diverse IL ed associati alla variazione della concentrazione dello stesso elemento, osservati sia in condizioni controllo sia di trattamento, suggeriscono che la regolazione dell’assorbimento, del trasporto e dell’accumulo degli elementi sono fenomeni complessi e coinvolgono famiglie geniche Infine alcune IL, sia in condizioni controllo sia di trattamento, sono in grado di assorbire e di concentrare nei loro tessuti elementi dannosi per la salute umana mentre altre IL, nelle stesse condizioni, sono in grado di escludere dai loro tessuti tali elementi dannosi, per cui le prime sono da ritenersi meno adatte per il breeding in quanto le cultivar da loro derivanti potrebbero avere effetti nocivi sulla salute dell’uomo mentre le seconde sono da ritenersi adatte per il breeding in quanto le cultivar da loro derivanti potrebbero avere effetti benefici sulla salute dell’uomo.

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