Dal viola al bianco, dal liscio al pungente: la diversità genetica delle melanzane registrata per la prima volta
I risultati aprono la strada a varietà più robuste, adatte al clima e di alta qualità
Annunci
È viola, a volte bianca, a volte pungente - e ha molte forme diverse: la melanzana (nota anche come melanzana). Per la prima volta, i ricercatori hanno creato un catalogo completo dei geni e dei tratti della melanzana. Le loro scoperte aprono la strada a varietà più robuste, adatte al clima e di alta qualità, che garantiscano la resa delle colture a lungo termine e preservino la diversità in agricoltura. Gli scienziati di Jülich hanno partecipato allo studio insieme a team di altri sei Paesi. I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications.
Decodificando il "pangenoma" - l'intero set di geni di tutti i ceppi di una specie - e il pan-fenoma, che è l'intera gamma di caratteristiche esterne e interne di una specie, la collaborazione ha aperto la strada alla creazione di un set di dati. I dati mostrano esattamente quali tratti sono genetici e quali dipendono dall'ambiente. Ciò consentirà una selezione più mirata e accelerata di nuovi ceppi, con una maggiore resistenza o migliori profili nutritivi. Tutti i dati genomici e molte delle varietà studiate saranno resi pubblici alla comunità di ricerca mondiale.
L'esperienza di Jülich in una collaborazione internazionale
Il progetto è stato coordinato congiuntamente dal Prof. Dr. Björn Usadel dell'Istituto di Bio- e Geoscienze - Bioinformatica (IBG-4) del Forschungszentrum Jülich, dal Prof. Dr. Lorenzo Barchi dell'Università di Torino e dal Dr. Giovanni Giuliano dell'Agenzia Nazionale Italiana per le Nuove Tecnologie. Il team di Jülich era responsabile del sequenziamento e delle analisi bioinformatiche centrali.
Il progetto è partito da una collezione di 3.400 varietà di melanzane, che i ricercatori hanno utilizzato per ricostruire la storia della domesticazione della pianta in India e nel Sud-Est asiatico e la sua espansione attraverso le rotte commerciali arabe e cinesi verso l'Europa e l'Asia orientale. Ciò ha rivelato come le caratteristiche si siano diversificate durante l'addomesticamento: le varietà provenienti dall'India e dal Sud-Est asiatico hanno mantenuto il colore non violaceo della buccia e le foglie spinose caratteristiche dei loro antenati selvatici, mentre questi tratti sono stati progressivamente persi nelle altre aree geografiche.
Struttura del progetto: dalla diversità globale alla precisione genetica
Per un'analisi genetica e caratteristica dettagliata, il team si è quindi concentrato su 368 varietà rappresentative, compresi i loro antenati selvatici. Sono state determinate le sequenze complete del loro genoma e 218 caratteristiche, comprese quelle importanti per l'agricoltura, come la capacità della pianta di sopravvivere alle malattie, ai parassiti o alla siccità e la composizione dei frutti. Le prove sono state condotte in tre diverse località in Spagna, Italia e Turchia.
È emerso che alcune caratteristiche sono simili in tutte le località. Queste includono, ad esempio, la forma tipica del frutto o il numero di semi, caratteristiche che sono principalmente determinate geneticamente. Altre caratteristiche, invece, cambiano notevolmente a seconda dell'ambiente, come le dimensioni del frutto o l'intensità di alcuni colori o aromi. Queste caratteristiche sono fortemente influenzate dal clima e dalle condizioni locali e sono particolarmente importanti per la selezione di varietà adatte al luogo.
Nel loro lavoro, i ricercatori hanno utilizzato un sequenziamento di nanopori all'avanguardia. Si tratta di una tecnologia che analizza frammenti lunghissimi di DNA, consentendo una visione molto precisa dei genomi. In combinazione con tecniche bioinformatiche avanzate, è stato identificato un genoma centrale composto da circa 16.300 famiglie di geni, mentre sono state individuate circa 4.000 famiglie di geni variabili che creano varietà regionali.
"Il pangenoma che abbiamo creato utilizzando la tecnologia nanopore è davvero impressionante", afferma Björn Usadel. "Grazie a una bioinformatica intelligente, anche caratteristiche complesse possono ora essere ricondotte a singole mutazioni del DNA. Questa comprensione ci aiuta a identificare le caratteristiche specifiche che rendono le piante più resistenti, un passo fondamentale per la selezione in condizioni ambientali mutevoli".
I risultati principali: dai pungiglioni alla qualità dei frutti
Il team ha identificato oltre 3.000 associazioni tra geni e tratti osservabili. Queste associazioni sono particolarmente evidenti nel caso della formazione di pungiglioni, che complica la raccolta, della resistenza al Fusarium, una malattia fungina che colpisce la produttività delle melanzane, e del contenuto di acidi isoclorogeni, antiossidanti che causano l'imbrunimento della polpa del frutto. I risultati delle analisi sui restanti 215 tratti saranno pubblicati in un successivo articolo.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Luciana Gaccione, Laura Toppino, Marie Bolger, Maximilian Schmidt, Maria Rosaria Tassone, Maria Sulli, Emily Idahl, David Alonso, ...Sergio Lanteri, Giuseppe Leonardo Rotino, Giovanni Giuliano, Björn Usadel, Lorenzo Barchi; "Graph-based pangenomes and pan-phenome provide a cornerstone for eggplant biology and breeding"; Nature Communications, Volume 16, 2025-11-11
Altre notizie dal dipartimento scienza
