La formazione del primordio dell¿ovulo, il suo differenziamento e sviluppo e infine il processo di doppia fecondazione sono eventi indispensabili allo sviluppo del seme.
Il numero dei semi è una delle caratteristiche più importanti nella coltivazione delle piante. L¿ottimizzazione del rendimento dei raccolti è necessaria per soddisfare la crescente domanda alimentare e per scopi non alimentari, come ad esempio la produzione di oli industriali e biocarburanti.
I network genetici che determinano il numero di ovuli e la loro fertilità sono strettamente interconnessi e un ristretto numero di geni regolatori controllano entrambi questi processi di sviluppo; un esempio sono i geni CUP SHAPE COTYLEDONS1(CUC1) e CUC2 che codificano per fattori di trascrizione. Questo progetto si propone di studiare il network molecolare alla base del controllo del numero di ovuli e della fertilità utilizzando Arabidopsis thaliana come organismo modello. Gli obiettivi saranno raggiunti mediante un approccio integrato di tecnologie avanzate, disponibili nelle due Unità di Ricerca (UR) proponenti questo progetto, quali la microscopia laser, l¿immunoprecipitazione della cromatina (ChIP) per l¿identificazione dei target di fattori trascrizionali e l¿analisi trascrittomica (RNASeq) dei mutanti scelti per il raggiungimento degli obiettivi previsti.
Un aspetto dello sviluppo dell'ovulo molto importante, ma fino ad ora trascurato, è il coinvolgimento della regolazione epigenetica dell'espressione genica. I mutanti Athda19 e Atmcc1, in cui è aumentata l¿acetilazione degli istoni, hanno un fenotipo simile a quello descritto per la linea mutante cuc2 pSTK::CUC1 RNAi. La nostra intenzione è quella di capire come le modificazioni epigenetiche correlano con l¿attività dei fattori di trascrizione CUCs nel modulare l'espressione di geni necessari per la formazione e lo sviluppo dei primordi degli ovuli. L'obiettivo finale è di identificare il network genetico responsabile di questo processo e i geni che controllano il numero di ovuli in Arabidopsis.
Inoltre i risultati ottenuti saranno il primo passo per il trasferimento tecnologico dalla specie modello a specie di interesse più applicativo come Brassica napus. La scelta di questa specie è motivata dalla disponibilità della sequenza genomica di Brassica napus oltre che di mutanti accessibili alla comunità scientifica internazionale. Brassica napus è, inoltre, filogeneticamente molto vicina ad Arabidopsis.
Gli aspetti applicativi della ricerca e, quindi, il trasferimento tecnologico e la valorizzazione dei risultati ottenuti sono di grande interesse per il settore agro-alimentare e industriale.
Il progetto è articolato in modo che le due UR, con competenze avanzate e complementari necessarie per lo svolgimento delle attività previste, interagiscano costantemente per raggiungere i risultati scientifici attesi e per garantire una eccellente formazione ai giovani ricercatori.