Genomica applicata

In questa area di ricerca si utilizzano le più moderne e innovative tecnologie genomiche per il miglioramento genetico e per lo sviluppo di marcatori molecolari utili nei programmi di MAS (Marker Assisted Selection, selezione assistita da marcatori) o per la caratterizzazione genetica di germoplasma vegetale.

Nell’ambito del miglioramento genetico si applica il TILLING (Targeting Induced Local Lesions In Genomes) come strategia per la selezione di nuovi genotipi di specie agrarie di interesse.

Il TILLING è una metodologia che utilizza la mutagenesi chimica per indurre variabilità all’interno del genoma di un organismo e le conoscenze e le tecniche di biologia avanzata per isolare nuove varianti alleliche (mutazioni) e quindi nuovi genotipi inseribili, abbastanza rapidamente, in programmi di costituzione varietale.

Il TILLING non richiede trasformazioni genetiche e può essere automatizzato in un sistema di high throughput.

Presso il Centro di Ricerca Metapontum Agrobios è disponidile una piattaforma TILLING di pomodoro (http://www.agrobios.it/tilling), unica in Italia, che è utilizzata sia all’interno di progetti nazionali che europei per identificare nuovi alleli di L. esculentum. Mediante l’applicazione del TILLING, sono stati selezionati nuovi genotipi di pomodoro migliorati nelle proprietà nutrizionali (accumulo di licopene), qualitative (shelf life, partenocarpia) delle bacche e sono in itinere progetti

per la caratterizzazione fenotipica di alleli che conferiscono resistenze agli stress biotici e abiotici.

Oltre alla piattaforma TILLING di pomodoro, il centro Agrobios dispone anche di una piattaforma TILLING di frumento duro (cv Svevo), ha in corso di sviluppo piattaforme TILLING di colza (Brassica napus e carinata) e sta esplorando la possibilità di impiego di questa tecnologia per il miglioramento genetico di specie arboree come “citrus” (cv Carrizo).

Le piattaforme TILLING sono usufruibili dalla comunità scientifica e dagli operatori del settore (i.e. sementierie) sia in forma di coinvolgimento in progetti di ricerca che sottoforma di prestazione di servizi.

Il miglioramento genetico di specie di interesse viene realizzato anche attraverso l’impiego di marcatori molecolari, in modo particolare di SNPs (polimorfismo a singolo nucleotide), che consentono, in associazione a specifici schemi di incrocio (backcrossing), di velocizzare i tempi del breeding per l’introduzione di caratteri di interesse in germoplasma d’elite e per la costituzione quindi di nuove varietà (MAS, Marker Assisted Selection).

In altri progetti di ricerca, nel campo della biodiversità, si utilizza il sequenziamento di nuova generazione (NGS, Next Generation Sequencing) per la caratterizzazione genetica di germoplasma vegetale. Le informazioni prodotte tramite NGS, una delle più moderne ed innovative tecnologie genomiche che permette di generare contemporaneamente ed in breve tempo milioni di sequenze geniche, dopo opportune validazioni, possono essere utilizzate per applicazioni quali l’identificazione e certificazione varietale, la tracciabilità dei prodotti agroalimentari o la tutela da frode dei prodotti a marchio.