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Jul 09, 2023

Una nuova risorsa genomica per studiare la diversità del germoplasma della lattuga

L’Alleanza di Bioversity International e il Centro Internazionale per l’Agricoltura Tropicale (CIAT) forniscono soluzioni basate sulla ricerca che sfruttano la biodiversità agricola e trasformano in modo sostenibile

L’Alleanza di Bioversity International e il Centro Internazionale per l’Agricoltura Tropicale (CIAT) forniscono soluzioni basate sulla ricerca che sfruttano la biodiversità agricola e trasformano in modo sostenibile i sistemi alimentari per migliorare la vita delle persone. Alleanza...

Per la prima volta, la tecnologia di arricchimento di primer singolo (SPET), un nuovo metodo di genotipizzazione ad alto rendimento, è statautilizzato nella lattuga per studiare la diversità geneticadi una raccolta di 160 accessioni di Lactuca provenienti da 10 paesi in Europa, America e Asia e per identificare le regioni genomiche che sono alla base di importanti tratti agronomici.

Negli ultimi anni, le tecnologie per studiare la diversità genomica delle colture hanno fatto progressi straordinari e nuove metodologie come la tecnologia di arricchimento di primer singolo (SPET) offrono opportunità promettenti ed economicamente vantaggiose. La SPET è stata finora utilizzata in diverse piante coltivate, come il mais, il pioppo, la palma da olio, il pomodoro, la melanzana e il pesco, dimostrando il suo potere nella genotipizzazione delle raccolte di germoplasma e nell'incrocio delle popolazioni.

La SPET è stata utilizzata per la prima volta nella lattuga (Lactuca sativa L.) da un consorzio di ricercatori europei nel contesto dell'European Evaluation Network (EVA) del Programma cooperativo europeo per le risorse genetiche vegetali (ECPGR), con l'obiettivo di studiare la sua diversità genetica e identificare le regioni genomiche che sono alla base di importanti tratti agronomici.

La lattuga è una coltura commercialmente importante, ampiamente apprezzata dai consumatori per il suo contenuto di fibre e il basso contenuto calorico. È anche una buona fonte di vitamina C, ferro, acido folico e diversi nutrienti benefici per la salute.

"Data la mancanza di opzioni economicamente vantaggiose per la genotipizzazione della lattuga, la rete EVA ha deciso di progettare un pannello SPET per questa coltura, insieme a IGATech, e lo ha applicato a una raccolta di 155 accessioni di Lactuca sativa e cinque specie selvatiche strettamente correlate specie Lactuca serriola”, ha affermato Pasquale Tripodi, autore principale dello studio e ricercatore senior presso CREA, Italia.

L’iniziativa EVA è stata istituita nel 2019 dall’ECPGR per migliorare la conoscenza della diversità genetica delle colture e sfruttarla per creare colture più resilienti in grado di far fronte ai principali problemi dell’agricoltura.

"La rete EVA Lettuce è una delle cinque partnership pubblico-private attualmente specifiche per colture, che riuniscono aziende di selezione, banche genetiche e istituti di ricerca per generare congiuntamente dati di valutazione fenotipica e genotipica per numerose accessioni e varietà locali disponibili nelle banche genetiche europee", ha spiegato Sandra Goritschnig , coordinatore dell'iniziativa EVA e coautore dello studio.

I materiali vegetali utilizzati nello studio sono stati selezionati nell'ambito dell'EVA Lettuce Network e provengono dalle collezioni di germoplasma di quattro banche genetiche europee: l'Istituto per le risorse genetiche vegetali “K.Malkov” (Bulgaria), il Centro per le risorse genetiche, Paesi Bassi , l'Unite de Genetique et Amelioration des Fruits et Legumes, Plant Biology and Breeding, INRAe (Francia) e il Nordic Genetic Resource Center (NordGen) (Svezia). I genotipi studiati comprendevano cultivar, materiali di selezione e varietà autoctone provenienti da 10 diversi paesi in Europa, America e Asia, includevano diversi tipi orticole, come Butterhead, Iceberg, Romaine, Batavia, Crisp, e sono stati fenotipizzati in prove sul campo multilocalizzate in tre Paesi.

Rispetto ad altri metodi di genotipizzazione, SPET combina i vantaggi degli array e del sequenziamento ad alto rendimento e ha un'elevata capacità di rilevare nuovi polimorfismi a singolo nucleotide (SNP), che sono variazioni nella sequenza genetica che determinano la diversità tra gli individui di una specie .

“Avere un gran numero di SNP aumenta la nostra capacità di comprendere la diversità genetica di una raccolta e di indagare la funzione svolta da alcune regioni genomiche. Nel nostro caso, abbiamo progettato un test SPET per 40.000 SNP e siamo riusciti a coprire fino al 96% delle regioni ricche di geni, rispetto a studi precedenti sulla lattuga utilizzando diverse tecniche di genotipizzazione, che coprivano solo fino al 27,6%. Ciò dimostra quanto sia efficace la SPET”, ha affermato Tripodi. Inoltre, l'utilizzo di un pannello di sonde fisso garantisce la riproducibilità del test tra diversi laboratori, a differenza di altri metodi di sequenziamento. Promuove inoltre la creazione di comunità scientifiche più ampie in grado di sfruttare marcatori interoperabili.