Caratterizzazione funzionale di geni per l’adattabilità a stress ambientali in piante di interesse agrario e forestale.

La caratterizzazione di geni coinvolti in processi adattativi rilevanti, quali la resistenza allo stress idrico, riveste un ruolo molto importante per la possibilità di utilizzare i geni stessi in programmi di monitoraggio della variabilità genetica insieme ai marcatori molecolari "classici" ritenuti selettivamente neutrali dal punto di vista adattativo. Nelle Angiosperme sono stati caratterizzati numerosi geni attivati da condizioni di stress idrico, che codificano per diverse classi di proteine, quali piccole proteine idrofiliche (LEA), dismutasi, perossidasi, o attivatori trascrizionali della classe MYB o MYC. Molti di questi geni sono anche indotti dall'acido abscissico (ABA), il che lascia supporre che i meccanismi di difesa dallo stress siano simili in tutte le piante. In diverse specie (grano, riso, orzo, Arabidopsis) sono anche state caratterizzate le sequenze specifiche dei promotori dei geni indotti da ABA e/o stress idrico. In Arabidopsis, una nuova classe di attivatori trascrizionali recentemente caratterizzati, i DREB (Dehydration-Response Element Binding protein), è coinvolta nella risposta a stress da essiccamento, in particolare, la famiglia genica DREB2 è, sempre in Arabidopsis, attivata da stress idrico. Il ruolo preciso dei prodotti genici dei geni coinvolti non è ancora stato chiarito, tuttavia, utilizzando piante transgeniche, in riso e in Arabidopsis è stata messa in evidenza una correlazione tra l'aumento di espressione dei geni indotti da stress idrico e maggiore tolleranza della pianta. Scopo di questo progetto è l'isolamento, in una Conifera modello, il Pino d'Aleppo (Pinus halepensis Mill.) di geni omologhi a quelli delle classi rab, myb e DREB dimostrati coinvolti nella resistenza a stress idrico nelle Angiosperme. Il progetto, sui due anni previsti, sarà articolato come segue : nel primo anno della ricerca si effettueranno - ricerca di geni omologhi in Pinus halepensis, basandosi sul saggio di una banca di cDNA (già disponibile), e mediante la costruzione di primers degenerati basati sulle sequenze conservate dei geni delle classi rab, myb e DREB che consentiranno di cercare direttamente sul genoma i geni bersaglio; - costituzione di un set di marcatori molecolari (AFLP e microsatelliti) in Pinus halepensis. Per i microsatelliti, verranno innanzitutto saggiati quei primer che hanno avuto successo in altre conifere, data la notevole trasferibilità riscontrata per questa classe di marcatori (dati personali). Il secondo anno della ricerca proposta prevede: - sequenziamento e caratterizzazione molecolare dei geni trovati. Questo consentirà di effettuare analisi di tipo filogenetico, per stabilire la natura dell'evoluzione di queste famiglie geniche, e di tipo strutturale-funzionale, studiando le omologie delle sequenze geniche e delle proteine previste prodotte con le rispettive sequenze depositate nelle banche dati internazionali. - le stesse sequenze verranno utilizzate in un programma di analisi della variabilità genetica delle popolazioni naturali di Pino d'Aleppo, basato anche sulle relazioni di concatenazione con i marcatori molecolari ottenuti. Il programma sarà facilitato dalla disponibilità di una banca a cDNA presso un altro laboratorio (DPVTA, Udine), partecipante allo stesso progetto. Inoltre, il proponente ha la disponibilità, presso la struttura di appartenenza, di un sequenziatore automatico di DNA, che permetterà di ridurre in modo notevole i tempi di realizzazione di alcune parti del progetto.