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mercoledì, 22 Maggio 2024

Huanglongbing: è caccia ai geni 

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La ricerca del CREA per contrastare  il terribile HLB, il greening degli agrumi, è impegnata anche sul fronte del miglioramento genetico: l’individuazione dei geni di resistenza – grazie al sequenziamento del genoma di Eremocitrus glauca, una fra le poche specie resistenti ad HLB -fornisce gli elementi essenziali per l’utilizzo sia delle tecnologie di evoluzione assistita (TEA) sia del miglioramento genetico classico.  

Il Huanglongbing (HLB), noto anche come “greening degli agrumi”, è una malattia che fa paura non solo nei Paesi in cui è già presente per i suoi devastanti effetti economici ed ambientali, ma anche dove è ancora fortunatamente assente, come nel bacino del Mediterraneo. Si tratta di un alieno, che vorremmo rimanga tale il più a lungo possibile. Colpisce tutte le specie e varietà di agrumi, riducendo fortemente la resa e le prestazioni delle colture. Nessuna cura, nessuna pianta di agrumi resistente, nulla che possa agire in maniera definitiva nel contenere i danni o la morte delle piante affette, se non la prevenzione. Con una produzione annuale di 165 milioni di tonnellate, gli agrumi sono la più importante coltivazione tra i fruttiferi (FAOSTAT, 2019).  

Fig. 1. Adulto e ninfa di Diaphorina citri e caratteristiche secrezioni cerose (fonte M. E. Rogers, University of Florida)

Il ruolo del CREA-OFA grazie al progetto preHLB 

Il Centro OFA – Olivicoltura Frutticoltura Agrumicoltura di Acireale ha partecipato al progetto europeo Horizon 2020 “preHLB Preventing HLB epidemics for ensuring citrus survival in Europe”, che ha avuto come obiettivo la messa a punto di soluzioni preventive da adottare a breve, medio e lungo periodo per contrastare l’ingresso di HLB in Europa. Le attività del CREA-OFA sono state indirizzate all’individuazione dei geni di resistenza attraverso il sequenziamento del genoma di Eremocitrus glauca, una fra le poche specie resistenti ad HLB. Avere il genoma di una specie, organizzato in cromosomi, con la struttura e la funzione dei geni ben definite, consente, infatti, di disporre di un’informazione genetica che mira, nel caso specifico, all’individuazione dei geni di resistenza e dei meccanismi che concorrono a spiegare la resistenza stessa.  

A cosa potrebbe servire conoscere il genoma di una specie resistente? 

La conoscenza del genoma e del suo trascrittoma fornisce gli elementi essenziali per l’utilizzo delle tecnologie di evoluzione assistita (TEA), da attuare sia attraverso il trasferimento di geni di resistenza da una specie resistente ad una suscettibile (cisgenesi) sia mediante il knockout (spegnimento) dei geni di suscettibilità, optando per diverse strategie di genome editing, anche DNA-free.  

Trascrittoma

L’espressione dei geni negli RNA messaggeri (mRNA) di un intero organismo o di un particolare organo, tessuto o cellula a un dato stadio dello sviluppo dell’organismo o sotto particolari condizioni ambientali.

L’Italia (con il CREA in prima linea) ha la responsabilità di rilasciare il primo genoma di E. glauca, di cui potranno beneficiare tutti i Paesi che stanno lavorando su questa grave malattia. Inoltre, in collaborazione con il Brasile (già devastato da HLB) si sta facendo chiarezza sui meccanismi molecolari che E. glauca adotta per contrastare l’infezione da parte di Ca. Las, il batterio associato a HLB. Lo studio della resistenza è di fondamentale importanza anche perché, essendo E. glauca sessualmente compatibile con le specie di agrumi appartenenti al genere Citrus (suscettibili ad HLB), è possibile inserire la resistenza attraverso l’incrocio. Va da sé che i tempi si allungherebbero notevolmente, rispetto a quanto sarebbe fattibile attraverso l’utilizzo delle TEA, sebbene le due tipologie di miglioramento genetico (classico e innovativo), in questa fase, potrebbero essere eseguite in parallelo. 

Come valorizzare la conoscenza del genoma di specie che attirano o allontanano i vettori di Candidatus Liberibacter? 

Lo studio di specie che hanno prevalentemente un’attitudine ornamentale, come ad esempio Murraya spp., è di fondamentale importanza; si tratta di specie filogeneticamente distanti dagli agrumi, ma appartenenti ad un genere affine ai Citrus, in grado di attirare o respingere i vettori di Ca. L. Pertanto, nell’ambito del medesimo progetto “preHLB”, il CREA si è occupato del sequenziamento del genoma di Murraya paniculata per comprendere quali siano i geni che la rendono resistente a Ca. Las, ma ospite di D. citri. Diversamente da E. glauca, le Murraya spp. sono incompatibili con gli agrumi, quindi non è possibile trasferire loro la resistenza né attraverso l’incrocio, né mediante cisgenesi. I geni che controllano la capacità di attirare il vettore potrebbero essere coinvolti nella produzione di sostanze presenti nelle foglie, da investigare anche in altre specie di cui è noto il genoma. 

Il mondo produttivo si impegna a dare un contributo per prevenire l’introduzione dell’HLB 

Il mondo agrumicolo siciliano ha manifestato molta preoccupazione per l’introduzione di Ca. L. da paesi terzi. Il Distretto produttivo agrumi di Sicilia si è fatto promotore di una campagna di informazione, distribuendo centinaia di manifesti (Figura 4), che illustrano i sintomi e i vettori della malattia, a seguito della costituzione di un gruppo operativo composto dalle organizzazioni di categoria (Cia Sicilia, Confagricoltura Sicilia, Confcooperative Sicilia, Copagri Sicilia, FruitImprese Sicilia), con la collaborazione di molte istituzioni ed Enti di ricerca (Saaf dell’Università di Palermo, Di3A dell’Università di Catania, CREA, Parco Scientifico e Tecnologico della Sicilia, Servizio fitosanitario regionale e lotta all’agropirateria dell’Assessorato regionale, Federazione Ordini dei Dottori Agronomi e Dottori Forestali Sicilia.

Silvia Di Silvestro
Agronomo, ricercatore

Si interessa di “Difesa” di agrumi, olivo e colture arboree da frutto occupandosi di studi relativi all’isolamento, alla caratterizzazione e alla diagnosi biologica, sierologica e molecolare dei principali patogeni ed alle strategie innovative di difesa. Nell’ambito dell’Entomologia applicata si occupa della caratterizzazione molecolare degli insetti parassiti e impollinatori delle colture mediterranee, inoltre è responsabile della sede di Acireale (CT) del CREA Centro di ricerca Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura 

#lafrase Credo fermamente che in Paradiso ci sia profumo di Zagara 

Grazia Licciardello 
Ricercatore, CREA Centro Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura

Biologa molecolare con esperienza nella diagnosi e nello studio di virus, fungi e batteri patogeni delle piante, in particolare di agrumi e olivo. Negli ultimi anni si è specializzata nella diagnosi di patogeni emergenti degli agrumi grazie ai test su piante indicatrici e all’applicazione delle nuove tecnologie di sequenziamento NGS 

#lafrase Non c’è niente di così paziente, in questo mondo, come un virus alla ricerca di un ospite (Mira Grant)

Concetta Licciardello
Primo ricercatore, CREA Centro Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura

Laureata in Scienze Biologiche, con un Dottorato in Biotecnologie vegetali e una Specializzazione in Biochimica Clinica. Lavora al CREA dal 2003 e si occupa di genetica, biologia molecolare e biotecnologie applicate allo studio della variabilità, del miglioramento della qualità dei frutti e della resistenza/tolleranza ai principali stress biotici e abiotici

#lafrase Con gli occhi bassi, rivolti verso quella terra da cui proveniamo e che tanto ci dona

Angelo Ciacciulli
Ricercatore, CREA Centro Olivicoltura, Frutticoltura e Agrumicoltura

Biotecnologo Vegetale, formatosi presso l’Università degli Studi di Milano. 

Applica le TEA agli agrumi per studiare geni e le loro possibili ricadute nel miglioramento varietale.

#lafrase La scienza è la poesia della realtà (Richard Dawkins)

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