Studio delle basi genetiche e molecolari dell'eterosi in mais attraverso approcci di analisi trascrittomica

Con questo progetto ci proponiamo di contribuire ad accrescere le conoscenze sulle basi genetiche e molecolari dell¿eterosi. Lo sfruttamento dell¿eterosi nel miglioramento genetico delle piante coltivate è sicuramente uno dei risultati più rivoluzionari conseguiti nell¿agricoltura del XX secolo. Tuttavia, nonostante una lunga e ben documentata storia di successi, esiste tutt¿oggi una grande discordanza tra l¿ampio sfruttamento che si fa in agricoltura del vigore ibrido e la scarsa conoscenza delle basi genetiche e molecolari che controllano il fenomeno stesso. È stato suggerito che il vigore ibrido dipenda da differenze nell¿espressione di gruppi specifici di geni, funzionalmente collegati tra di loro. È logico quindi pensare che, confrontando i profili di trascrizione di specifici sottoinsiemi di geni tra linee inbred e i loro ibridi, sia possibile identificare i circuiti genetici che controllano il fenomeno dell¿eterosi. L¿applicazione della tecnologia del DNA microarray, che consente di determinare e studiare in dettaglio i profili trascrizionali delle migliaia di geni che sono trascrizionalmente attivi in un determinato tessuto e/o fase di sviluppo della pianta, è già stata adottata per confrontare l¿espressione genica in spighe immature, tra linee parentali B73 e H99 e il loro ibrido F1. Un¿analisi condotta su set di cDNA prodotti dall¿Università dell¿Arizona ha messo in luce differenze statisticamente significative nel livello di numerosi trascritti, tuttavia tali differenze sembrano essere piuttosto basse. Al fine di confermare e raffinare questi risultati, il confronto dei livelli trascrizionali tra linee e corrispettivo ibrido sarà ripetuto, utilizzando questa volta un set di oligo-array fatti produrre dalla ditta MWG (custom arrays), sul quale sono stati depositati in doppio 50-ameri specifici derivati da 1000 geni espressi di mais. I vetrini ibridati saranno analizzati da un lettore laser e i dati prodotti saranno processati con un appropriato programma. Geni che confermeranno livelli di espressione differenziale saranno saggiati singolarmente in esperimenti di RT-PCR quantitativa, e saranno mappati su una mappa di concatenazione genetica, al fine di integrare dati molecolari a stime quantitative dell¿effetto eterotico. I dati di espressione saranno anche analizzati come stime quantitative, al fine di mettere in evidenza effetti additivi e di dominanza per quanto riguarda i livelli trascrizionali dei geni analizzati.