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La coltivazione dei piccoli frutti sta attraversando una fase di profonda trasformazione, spinta da una domanda in costante crescita e da costi di produzione sempre più elevati, che richiedono varietà più versatili e adattabili a diversi sistemi di coltivazione. Tra i protagonisti di questo cambiamento figura la mora (Rubus sottogenere Rubus), una pianta apprezzata per i suoi frutti ma impegnativa da gestire. Tra le principali difficoltà per i coltivatori ci sono le spine dei rami: oltre a essere un rischio per la sicurezza durante la raccolta, possono danneggiare i frutti e ridurne la conservabilità. Per questo motivo, uno degli obiettivi principali dei programmi di miglioramento genetico è lo sviluppo di more senza spine.
In questo contesto, un importante passo avanti è stato compiuto da un team di ricercatori dell’Università dell’Arkansas, negli Stati Uniti, che ha identificato il gene responsabile della presenza di spine nelle more. La scoperta, sostenuta dal National Institute of Food and Agriculture del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti (USDA), permette di prevedere fin dalla fase di piantina se una pianta crescerà con o senza spine, grazie a test genetici rapidi che eliminano la necessità di attendere la maturazione degli steli.
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Una lunga strada verso le more senza spine
Il problema delle spine non è nuovo. Diverse cultivar prive di spine sono già state sviluppate, ma non tutte le strategie si sono rivelate pratiche per il miglioramento genetico. Alcune varietà prive di spine derivano da chimere cellulari, in cui solo lo strato esterno della pianta, l’epidermide, esprime il carattere “thornless”. Per mantenere questa caratteristica, è necessario propagare le cellule solo dal meristema apicale mutato, una procedura complessa che rende difficile l’uso di queste piante nel breeding su larga scala.
Esistono anche fonti ereditarie dominanti, come la cultivar Austin Thornless, ma presentano svantaggi significativi: i rami senza spine si sviluppano solo oltre i 30 cm di altezza e la pianta tende a un portamento ricadente, poco adatto ai moderni sistemi di coltivazione da mercato fresco. La soluzione più utilizzata oggi nei programmi di miglioramento delle more tetraploidi proviene dalla cultivar Merton Thornless, sviluppata presso il John Innes Institute nel Regno Unito. Tuttavia, anche questa varietà presenta limitazioni: l’architettura ricadente delle piante è in contrasto con l’obiettivo di ottenere piante erette, rendendo necessario un lavoro aggiuntivo per selezionare progenie con portamento corretto. È proprio per superare questi limiti che la ricerca moderna si concentra sull’individuazione precisa del locus genetico responsabile dei fusti senza spine, aprendo nuove possibilità per la coltivazione di more più facili da gestire e sicure.
Sequenziamento del DNA e individuazione del gene chiave
Per farlo, i ricercatori hanno analizzato un ampio campione di 374 varietà di more, comprendente piante spinose e prive di spine. Tra queste erano incluse varietà coltivate localmente, due accessioni diploidi storiche (Hillquist e Burbank Thornless) e dieci varietà antiche non coltivate sul territorio.
L’obiettivo era capire quali varianti genetiche fossero collegate alla presenza o all’assenza di spine sui rami. A questo scopo è stato effettuato un sequenziamento del DNA ad alta precisione, concentrandosi su migliaia di punti specifici del genoma, noti come SNP (Single Nucleotide Polymorphisms). Dopo rigorosi controlli di qualità, sono stati selezionati circa 66.000 SNP, un numero sufficiente per costruire una mappa genetica molto dettagliata e identificare le regioni del DNA potenzialmente responsabili del tratto thornless.
HOX3: il gene responsabile delle more senza spine
Combinando i dati genetici con le osservazioni sulla presenza delle spine, i ricercatori hanno individuato un’unica regione del DNA in grado di spiegare quasi completamente il carattere “senza spine”. Questa zona si trova sul cromosoma Ra04 e contiene 684 SNP (varianti genetiche) strettamente collegati all’assenza di spine. Tra questi, un singolo “SNP di picco” si è rivelato così predittivo da permettere di stabilire con il 97,6% di precisione se una pianta sarebbe stata spinosa o meno.
Ma c’è di più. In questa regione sono stati individuati cinque geni potenzialmente coinvolti nello sviluppo dei tessuti esterni, dei peli (tricomi) e delle spine. Tra questi, il più promettente è il gene HOX3 (Ra_g19498), già noto in altre piante per il suo ruolo nello sviluppo della superficie dei rami. Per confermare i risultati, i ricercatori hanno sequenziato l’intero genoma di 17 varietà di mora, spinose e prive di spine, scoprendo una singola mutazione nel gene HOX3 (detta “missenso”) che cambia un amminoacido nella proteina prodotta dal gene: questa mutazione, presente in tutte le piante senza spine e assente in quelle spinose, sembra essere la chiave del tratto thornless.
A confronto, ramo di mora con spine e senza spine. Fonte: foto di Ellen Thompson, Direttore Globale per la Selezione e lo Sviluppo del Rubus presso Hortifrut Genetics
Marcatori genetici per allevatori
Per tradurre questa scoperta in uno strumento pratico, i ricercatori hanno sviluppato tre marcatori genetici KASP affidabili, chiamati thorn1, thorn2 e thorn3. Testati su 626 piante, i marcatori hanno previsto la presenza o assenza di spine con un’accuratezza del 96 – 97%. Thorn1 e thorn2, in particolare, si sono rivelati i più precisi, permettendo agli allevatori di selezionare piante senza spine fin dalle prime fasi di crescita, accelerando lo sviluppo di nuove varietà da mercato fresco.
La scoperta del gene HOX3 e lo sviluppo dei marcatori genetici rappresentano una svolta per il miglioramento delle more. Anche se il gene preciso responsabile delle spine resta da confermare, gli strumenti sviluppati segnano una nuova era per la coltivazione delle more consentono di creare varietà più facili da coltivare, sicure per la raccolta e più adatte al mercato fresco, segnando un passo avanti significativo verso la selezione di more senza spine su larga scala.
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Federica Del Vecchio
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