Presso il laboratorio di genetica molecolare della Sezione di Pomologia e Miglioramento Genetico vengono affrontate le seguenti tematiche di ricerca:

A.    Mappatura del genoma del pesco mediante marcatori molecolari

B.    Individuazione di QTL (quantitative trait loci)

C.    Caratterizzazione molecolare delle cultivar ed accessioni di Prunus.

  A.  Mappatura del Genoma

 L’istituto è impegnato da diversi anni a progetti di mappatura del genoma del pesco in collaborazione con diverse Istituzioni scientifiche sia italiane che straniere.

In collaborazione con l’IRTA di Cabrils (Spagna) e l’INRA di Bordeaux (Francia), nell’ambito del progetto finalizzato “Prunus mapping” finanziato dall’Unione Europea, è stata costruita una mappa di associazione utilizzando una popolazione segregante F₂ derivata dall’autofecondazione dell’ibrido Pesco (cv. ‘Early Gold’) x Mandorlo (cv, ‘Texas’). La mappa (T x E) è costituita da 246 marcatori codominanti, 235 RFLP e 11 Isoenzimi distribuiti in 8 gruppi di associazione. Essa copre una distanza di 491 cM con una distanza media tra marcatori adiacenti di 2 cM. Per le sue caratteristiche di saturazione e di affidabilità dei marcatori utilizzati essa è universalmente riconosciuta come la mappa di riferimento del genere Prunus (Joobeur et al. 1998).

Il gruppo ISF ha inoltre costruito una mappa di associazione di pesco allo scopo di mappare caratteri di interesse agronomico. A questo scopo è stata utilizzata una progenie BC₁ ottenuta dall’incrocio tra un’accessione di Prunus ferganensis come genitore donatore ed una selezione di P. persica come genitore ricorrente: P.persica x (P.ferganensis x P. persica). P.ferganensis è portatore di un carattere di resistenza all’Oidio (Sphaerotheca pannosa). La mappa (P x F) ottenuta consta di 109 marcatori (74 RFLP, 17 SSR, 16 RAPD e 2 caratteri morfologici) distribuiti in 10 gruppi di associazione. Essa copre una distanza di 521 cM con una distanza media tra marcatori adiacenti di 4.8 cM. Due caratteri morfologici, l’aderenza della polpa al nocciolo (F/f) e le glandole fogliari (E/e), sono stati mappati rispettivamente nel gruppo 4 e nel gruppo 7 (Dettori et al. 2001). Sono stati inoltre saggiati sulla progenie numerosi microsatelliti ottenuti da altre Istituzioni di ricerca che verrano inseriti nella mappa di associazione nell’immediato futuro. In collaborazione con l’Istituto Sperimentale per la Cerealicoltura di Bergamo sono in corso studi per saturare la mappa con marcatori AFLP.

Il gruppo ISF collabora attualmente con l’Università di Clemson alla costruzione di una mappa fisica di Pesco. In particolare i marcatori RFLP delle mappe di associazione sono stati ancorati alla libreria BAC disponibile presso la Clemson University in modo da allineare le mappe di associazione a quella fisica. Questo ha anche permesso di sviluppare microsatelliti in regioni specifiche del genoma di pesco utilizzando la libreria BAC (Verde et al. 2003).

Attualmente il gruppo è impegnato alla costruzione di una mappa di associazione allo scopo di mappare il gene responsabile del carattere “stoney hard”. A questo scopo viene utilizzata una popolazione F2 ottenuta dall’autofecondazione di un ibrido di ‘Yumyeong’, portatrice del carattere, e di ‘O’Henry’. Questa popolazione è stata ottenuta presso la SOP di Forlì dal Dr. Liverani.

B.  Individuazione di QTL

Allo scopo di individuare marcatori molecolari associati a caratteri di interesse agronomico da utilizzare nella selezione assistita, sono stati raccolti dati relativi a diversi caratteri quantitativi nella popolazione BC₁. Questi dati sono stati analizzati con il programma MAPMAKER QTL 1.1 L’analisi ha permesso di individuare 10 QTL per 6 caratteri quantitativi: 2 per il carattere “resistenza all’oidio”, 2 per il carattere “contenuto in solidi solubili”, 2 per il carattere “sovracolore dell’epidermide”, 2 per il carattere “epoca di maturazione”, 1 per il carattere “epoca di fioritura” ed 1 per il carattere “lunghezza dell’internodo” (Verde et. al 2002). Al fine di definire in maniera ottimale i QTL individuati sono in corso studi per estendere l’analisi quantitativa ad un numero maggiore di individui della popolazione BC₁.

 C.  Caratterizzazione Molecolare

 I marcatori molecolari sono stati utilizzati per la caratterizzazione di varietà e di accessioni di pesco (fingerprinting). A tale scopo sono stati impiegati RAPD, RFLP e SSR (microsatelliti) come marcatori molecolari.

Con l’uso di RAPD e RFLP sono state testate 52 varietà ed accessioni di pesco, 9 nettarine, 1 varietà di mandorlo (‘Ferragnes’) e 4 ibridi di pesco x mandorlo. E’ stato possibile discriminare singolarmente 39 accessioni. La maggior parte delle accessioni non discriminate erano mutazioni naturali, come ad esempio ‘Redhaven’ e ‘Compact Redhaven’ (Quarta et al 2001). Nessuna mutazione gemmaria è stata discriminata dal genotipo d’origine con l’utilizzo dei marcatori studiati.

In collaborazione con le Università di Udine e Bologna 50 varietà di pesco e nettarine sono state testate con 26 primer microsatellite ottenuti dal Prof. Testolin dell’Università di Udine. I microsatellite hanno mostrato un più alto potere discriminante. Infatti è stato possibile discriminare Armking dalla sua mutazione ‘Maybelle’ e ‘Springcrest’ da ‘Maycrest’. Per alcune varietà è stato confermato il pedigree dichiarato mentre per altre questo è stato messo in discussione. E’ il caso di ‘Starlite’ per la quale l’analisi non conferma ‘Springtime’ come parentale di ‘Elegant Lady’ in cui ‘Early O’Henry’ non risulta compatibile come genitore e di ‘Caldesi 2000’ per cui ‘Stark Red Gold’ non viene confermato come genitore (Testolin et al. 2000).

Attualmente il gruppo è impegnato nella caratterizzazione molecolare dell’ecotipo ‘Percoco di Tursi’ al fine di fornire strumenti validi alla tipicizzazione e valorizzazione commerciale di questa importante realtà produttiva del sud Italia.