Identificazione di mutazioni in geni candidati per lo sviluppo dell'infiorescenza in orzo (Hordeum vulgare) mediante TILLING
Progetto Lo sviluppo di una pianta dipende dall'attività dei meristemi, da cui originano tutti gli organi sia vegetativi che riproduttivi secondo una architettura caratteristica della specie. In mais e riso, la dissezione genetica e molecolare di questi meccanismi ha permesso di identificare alcuni geni coinvolti in tratti di grande interesse, come l'architettura dell'infiorescenza. Malgrado ciò, le basi molecolari dello sviluppo della spiga sono il larga misura sconosciute nelle Triticeae. Fra queste, l'orzo occupa insieme al frumento una posizione primaria nella produzione cerealicola mondiale ed è considerato un buon modello per studi di genetica dello sviluppo.
La nostra UR è da anni impegnata in un programma di dissezione genetica e molecolare dello sviluppo in orzo e ha a disposizione sequenze e informazioni genetiche e molecolari per 5 geni candidati (CG) precedentemente isolati e caratterizzati: HvFZP candidato per il locus brc1 coinvolto nella ramificazione della spiga; BBR, BEIL, BAPL e BGRF implicati nella regolazione di Bkn3, un gene coinvolto nel controllo dell'attività meristematica e dello sviluppo fiorale.
OBIETTIVO di questo progetto è l'ottenimento di mutanti in CG per il controllo dell'attività meristematica e dello sviluppo dell'infiorescenza in orzo. La caratterizzazione molecolare e fenotipica di tali mutanti potrà fornire informazioni importanti per la validazione dei CG esaminati.
STRATEGIA. Diversi approcci di genetica inversa possono essere adottati per la caratterizzazione di CG. In orzo, considerate le difficoltà connesse con la trasformazione e la mutagenesi inserzionale, la strategia TILLING (Targeted Induced Local Lesions IN Genomes) è particolarmente vantaggiosa. Attraverso la combinazione di mutagenesi chimica e metodologie di screening ad alta efficienza basate sulla PCR, il TILLING permette di individuare mutazioni puntiformi in specifiche sequenze fornendo quindi un potente strumento per la validazione funzionale di CG. La popolazione TILLMore di orzo è stata a questo scopo sviluppata dal gruppo del Prof. Tuberosa presso l'Università di Bologna (www.distagenomics.unibo.it) (1).
ARTICOLAZIONE DELLE ATTIVITÀ
In collaborazione con il gruppo Tuberosa, la popolazione TILLMore verrà saggiata nell'intento di isolare linee TILLING recanti mutazioni nei CG di interesse. Sono previsti i seguenti passaggi:
1. disegno di primer e ottimizzazione delle condizioni PCR per screening TILLING dell'intera sequenza codificante del CG.
2. Screening della popolazione TILLMore presso la Piattaforma Genomica del Parco Tecnologico Padano.
3. caratterizzazione delle linee recanti mutazioni nei geni candidati. Ciascuna linea verrà nuovamente genotipizzata ed esaminata per eventuali difetti fenotipici dello sviluppo, con particolare attenzione ad altezza della pianta, accestimento, epoca di fioritura e sviluppo della spiga.
Il contributo richiesto consentirà di condurre il TILLING su due CG.
(1) Talamè et al (2008) Plant Biotechnol J. 6:477