Verso l'isolamento di Ga1, un mutante del gametofito maschile di mais che controlla l'interazione polline-pistillo.
Progetto La maturazione delle microspore nelle piante superiori è il risultato di una serie di processi di sviluppo finemente regolati che vanno dalla meiosi alla formazione del granello pollinico maturo. Tali processi sono controllati dal genoma del gametofito, così come da quello dello sporofito. Per questa ragione, sebbene il gametofito maschile sia un organismo relativamente semplice, la sua costruzione e lo svolgimento delle sue funzioni richiedono l'attività di un vasto numero di geni. Il progetto proposto ha il fine di isolare il gene, ad espressione gametofitica, Ga1 (Gametophyte Factor 1) tramite un approccio integrato di positional cloning. La presenza dell'allele dominante Ga1-S (strong) determina, nella pianta che lo porta, l'impossibilità di essere fecondata da parte di polline che porti l'allele recessivo, ga1. L'allele recessivo può essere considerato come l'allele selvatico in quanto presente allo stato omozigote nella maggior parte delle linee d'elite di mais. L'isolamento di questo gene riveste una grande importanza non solo per l'avanzamento delle conoscenze sullo sviluppo del polline e sull'interazione tra polline e pistillo, ma ha anche importanti ricadute applicative legate al controllo della impollinazione, sia per la produzione di ibridi, sia per il controllo del flusso genico. Quest'ultimo aspetto è di particolare rilevanza per il contenimento di polline di piante transgeniche, con implicazioni che determinano l'accettabilità, l'utilizzazione e la diffusione di piante geneticamente modificate. Infine, in specie quali il mais in cui la granella ha un enorme valore commerciale, il controllo dei processi riproduttivi risulta estremamente importante.
La ricerca proposta parte dai risultati ottenuti negli ultimi anni dal nostro laboratorio che hanno portato all'identificazione di un clone BAC di mais all'interno del quale è contenuto il gene Ga1. Grazie all'analisi di un numero molto elevato di individui, appartenenti a popolazioni segreganti, la regione genomica di nostro interesse è stata ulteriormente delimitata a qualche decina di Kb. L'analisi dei trascritti presenti all'interno di questa regione è attualmente in corso e sono stati identificati alcuni geni candidati che verranno analizzati nei genotipi mutanti a nostra disposizione (Ga1-S, Ga1-m e ga1) per identificare differenze nelle sequenze codificanti e nelle regioni regolatrici. Il confronto di queste sequenze con specie quali riso, sorgo e Arabidopsis, per le quali sono a disposizione un numero molto più elevato di informazioni e di risorse, permetterà di restringere la nostra attenzione a uno o pochi geni candidati.
L'espressione di questi geni verrà studiata in diversi tessuti del gametofito e dello sporofito e in diverse fasi di sviluppo. Infine, verrà condotta un'analisi funzionale del gene, che inizialmente, date le difficoltà legate al sistema mais, si avvarrà di sistemi messi a punto in specie modello.