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Sequenziato il genoma del pomodoro
13/06/2012 - Riportiamo un articolo apparso recentemente sulla rivista Nature. Un team di scienziati ha ricostruito il genoma del pomodoro.
L'italiano medio consuma 16.5 kg di pomodori all'anno, l'americano medio ancora di più. Molti di loro senza dubbio ricordano, con nostalgia, l'ottimo sapore dei pomodori del passato. Negli ultimi cinque anni una collaborazione dell'Unione europea ha coltivato ed analizzato 7.000 antiche e moderne varietà di pomodoro e dimostrato che i pomodori moderni in realtà hanno un sapore migliore. Non si tratta solo di percezione soggettiva, essi contengono più zucchero e acidi che compongono il sapore di quanto ne avessero i loro antenati. E tutto questo grazie ai coltivatori di piante convenzionali.
Gli scienziati hanno analizzato non solo il gusto ma anche molti alti tratti specifici dei pomodori. Hanno disegnato una risorsa fenotipica che descrive tutte le proprietà desiderabili (e indesiderabili) che si possono desiderare in un pomodoro - dalla resistenza ai pesticidi alla velocità di maturazione. La risorsa sarà estremamente utile per coloro che vogliono sfruttare il genoma del pomodoro, la cui sequenza è pubblicata sulla rivista Nature. Il documento riporta le sequenze sia del ceppo di pomodoro Heinz 1706 - generati dalla società il cui fondatore Henry Heinz ha cambiato il mondo del ketchup - sia del suo antenato selvatico, il Solanum pimpinellifolium.
I genomi vegetali sono più difficili da sequenziare rispetto a quelli animali, perché tendono ad essere più grandi e più complicati. Ma con una dimensione di circa 900 megabasi - poco più di un quarto della dimensione del genoma umano- il genoma del pomodoro è più gestibile. Eppure, più di 300 scienziati provenienti da 90 istituti in 14 paesi sono stati impegnati, sin dal 2003, in questa ricerca che può, potenzialmente, far avanzare radicalmente lo studio delle piante. Tra gli italiani coinvolti nella ricerca, due gruppi del Cnr: uno dell'Istituto di tecnologie biomediche (Itb) di Segrate, l'altro dell'Istituto di genetica vegetale (Igv) di Portici.
In primo luogo, tuttavia, occorre comprendere la biologia del genoma. Capire le basi della genomica del pomodoro è importante per tre ragioni. In primo luogo, aiuterà gli scienziati a svelare le straordinarie varietà delle piante di pomodoro e del mondo naturale in generale. Il pomodoro appartiene a uno dei generi vegetali più diversi del pianeta - il Solanum, che comprende più di 1000 specie che vanno dal Solanum tuberosum al Solanum dulcamara . Confrontare le sequenze può aiutare i ricercatori a comprendere i processi evolutivi.
In secondo luogo, il genoma del pomodoro insegnerà scienziati qualcosa in più su alcuni meccanismi di base delle piante. Per esempio ha già rivelato alcuni geni precedentemente sconosciuti che rendono alcuni pomodori rossi. I pomodori molto rossi possono essere molto richiesti, ma, in effetti, il loro colore è abbastanza inusuale in natura, persino tra i pomodori.
In terzo luogo, il genoma aiuterà scienziati e coltivatori a migliorare la qualità dei pomodori. I pomodori che, per esempio, sono destinati alla produzione di salse devono essere viscosi. I pomodori freschi devono essere in grado di percorrere lunghe distanze senza ammaccarsi o marcire. Gli agricoltori vorrebbero che tutti i pomodori fossero resistenti alle malattie e ai parassiti, e che maturassero tutti nello stesso momento in cui e comodo raccoglierli. I tentativi fatti negli anni 90 di commercializzare pomodori geneticamente modificati con un singolo carattere sono falliti, in gran parte a causa del timore di dover poi mangiare i così detti cibi 'Frankenstein'.
Almeno per i pomodori, invece, non è necessario seguire il percorso della modifica genetica. Il genoma dovrebbe aiutare i coltivatori a fare incroci intelligenti tra le varianti con caratteristiche desiderabili. In questo modo, dovrebbero essere in grado di creare prodotti che possono essere resistenti alle malattie senza comprometterne il gusto. Si tratta di sapere quali geni sono su quale parte di genoma che controlla quale tratto specifico- questo aiuta ad evitare indesiderati dovuti a catene di incroci alla ricerca di una caratteristica particolare. La comunità dei pomodori può ora avere un futuro grazie a questa risorsa del fenotipo.
Ciò ovviamente significa, che le competenze dei coltivatori di piante tradizionali - che hanno una sensibilità particolare nel prendere in considerazione tutto l'organismo vivente- torneranno di moda nel mondo della scienza. In passato, i coltivatori erano all'avanguardia della biologia vegetale, proprio come i fisiologi - anche loro con una visione olistica dell'organismo - erano quelli più avanti nel campo della biologia dei mammiferi. Ma l'incapacità di entrambi i settori nel capire gli elementi molecolari dei sistemi che stavano studiando hanno limitato il loro progresso scientifico. La biologia molecolare e la genomica li hanno estromessi dai loro troni, ma anche la scienza molecolare ha ora l'opportunità di fare un trionfante ritorno.
Fonte: Nature, traduzione Natalie Nicora, AIOL
L'italiano medio consuma 16.5 kg di pomodori all'anno, l'americano medio ancora di più. Molti di loro senza dubbio ricordano, con nostalgia, l'ottimo sapore dei pomodori del passato. Negli ultimi cinque anni una collaborazione dell'Unione europea ha coltivato ed analizzato 7.000 antiche e moderne varietà di pomodoro e dimostrato che i pomodori moderni in realtà hanno un sapore migliore. Non si tratta solo di percezione soggettiva, essi contengono più zucchero e acidi che compongono il sapore di quanto ne avessero i loro antenati. E tutto questo grazie ai coltivatori di piante convenzionali.
Gli scienziati hanno analizzato non solo il gusto ma anche molti alti tratti specifici dei pomodori. Hanno disegnato una risorsa fenotipica che descrive tutte le proprietà desiderabili (e indesiderabili) che si possono desiderare in un pomodoro - dalla resistenza ai pesticidi alla velocità di maturazione. La risorsa sarà estremamente utile per coloro che vogliono sfruttare il genoma del pomodoro, la cui sequenza è pubblicata sulla rivista Nature. Il documento riporta le sequenze sia del ceppo di pomodoro Heinz 1706 - generati dalla società il cui fondatore Henry Heinz ha cambiato il mondo del ketchup - sia del suo antenato selvatico, il Solanum pimpinellifolium.
I genomi vegetali sono più difficili da sequenziare rispetto a quelli animali, perché tendono ad essere più grandi e più complicati. Ma con una dimensione di circa 900 megabasi - poco più di un quarto della dimensione del genoma umano- il genoma del pomodoro è più gestibile. Eppure, più di 300 scienziati provenienti da 90 istituti in 14 paesi sono stati impegnati, sin dal 2003, in questa ricerca che può, potenzialmente, far avanzare radicalmente lo studio delle piante. Tra gli italiani coinvolti nella ricerca, due gruppi del Cnr: uno dell'Istituto di tecnologie biomediche (Itb) di Segrate, l'altro dell'Istituto di genetica vegetale (Igv) di Portici.
In primo luogo, tuttavia, occorre comprendere la biologia del genoma. Capire le basi della genomica del pomodoro è importante per tre ragioni. In primo luogo, aiuterà gli scienziati a svelare le straordinarie varietà delle piante di pomodoro e del mondo naturale in generale. Il pomodoro appartiene a uno dei generi vegetali più diversi del pianeta - il Solanum, che comprende più di 1000 specie che vanno dal Solanum tuberosum al Solanum dulcamara . Confrontare le sequenze può aiutare i ricercatori a comprendere i processi evolutivi.
In secondo luogo, il genoma del pomodoro insegnerà scienziati qualcosa in più su alcuni meccanismi di base delle piante. Per esempio ha già rivelato alcuni geni precedentemente sconosciuti che rendono alcuni pomodori rossi. I pomodori molto rossi possono essere molto richiesti, ma, in effetti, il loro colore è abbastanza inusuale in natura, persino tra i pomodori.
In terzo luogo, il genoma aiuterà scienziati e coltivatori a migliorare la qualità dei pomodori. I pomodori che, per esempio, sono destinati alla produzione di salse devono essere viscosi. I pomodori freschi devono essere in grado di percorrere lunghe distanze senza ammaccarsi o marcire. Gli agricoltori vorrebbero che tutti i pomodori fossero resistenti alle malattie e ai parassiti, e che maturassero tutti nello stesso momento in cui e comodo raccoglierli. I tentativi fatti negli anni 90 di commercializzare pomodori geneticamente modificati con un singolo carattere sono falliti, in gran parte a causa del timore di dover poi mangiare i così detti cibi 'Frankenstein'.
Almeno per i pomodori, invece, non è necessario seguire il percorso della modifica genetica. Il genoma dovrebbe aiutare i coltivatori a fare incroci intelligenti tra le varianti con caratteristiche desiderabili. In questo modo, dovrebbero essere in grado di creare prodotti che possono essere resistenti alle malattie senza comprometterne il gusto. Si tratta di sapere quali geni sono su quale parte di genoma che controlla quale tratto specifico- questo aiuta ad evitare indesiderati dovuti a catene di incroci alla ricerca di una caratteristica particolare. La comunità dei pomodori può ora avere un futuro grazie a questa risorsa del fenotipo.
Ciò ovviamente significa, che le competenze dei coltivatori di piante tradizionali - che hanno una sensibilità particolare nel prendere in considerazione tutto l'organismo vivente- torneranno di moda nel mondo della scienza. In passato, i coltivatori erano all'avanguardia della biologia vegetale, proprio come i fisiologi - anche loro con una visione olistica dell'organismo - erano quelli più avanti nel campo della biologia dei mammiferi. Ma l'incapacità di entrambi i settori nel capire gli elementi molecolari dei sistemi che stavano studiando hanno limitato il loro progresso scientifico. La biologia molecolare e la genomica li hanno estromessi dai loro troni, ma anche la scienza molecolare ha ora l'opportunità di fare un trionfante ritorno.
Fonte: Nature, traduzione Natalie Nicora, AIOL
