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Strategia biotecnologica per l'ottenimento di piante resistenti ai Geminivirus

Luogo: Roma
Data: 18/05/2009
Canale: Biotecnologie
Autori: S. Marconi, F. Paradiso

Premio

Nei laboratori di Genetica e Genomica Vegetale della Casaccia è stato messa a punto una nuova metodologia per ottenere piante resistenti ai geminivirus, responsabili di ingenti danni all'agricoltura.

Ottenere piante più resistenti alle malattie, ma in maniera ecosostenibile. In questa direzione vanno le  biotecnologie vegetali praticate nei  laboratori di Genetica e Genomica Vegetale del Centro Ricerche ENEA della Casaccia. Qui è stata sviluppata una tecnologia innovativa in grado di potenziare le resistenze delle piante ad un’importante classe di virus vegetali, i geminivirus.

“I geminvirus rappresentano, causano ingenti danni alle colture agricole a livello mondiale specialmente nelle regioni tropicali e sub-tropicali del mondo. Le coltivazioni interessate sono la manioca, cotone, pomodoro, mais. Questo giusto per fare qualche esempio. In Italia, per fare un esempio puntuale, nel solo 2003 in Sardegna la coltivazione del pomodoro ha subìto una riduzione della produttività del 50% a seguito dell’infezione di un geminivirus, il virus dell’accartocciamento fogliare giallo del pomodoro”.

Ad oggi la strategia biotecnologica più usata per ottenere piante resistenti ai virus prevede l’inserimento di sequenze di DNA virale nel genoma della pianta. Questa tecnologia risulta inefficace nel caso dei geminivirus.

“Rispetto a questi virus non c’è una tecnologia matura e gli ultimi dieci anni hanno visto una serie di insuccessi da parte dei laboratori sparsi in tutto il mondo. Noi ci siamo concentrati sul cercare di capire perché si collezionassero solo insuccessi e quindi in particolare abbiamo studiato i meccanismi molecolari che sono alla base di questi fallimenti”.

I ricercatori ENEA hanno dimostrato, infatti, che la sequenza di DNA del geminivirus introdotta nella pianta non è in grado di bloccare la replicazione del virus. L’infezione attiva un meccanismo di difesa della pianta, il silenziamento genico appunto, che porta alla perdita completa della resistenza. Aver individuato il punto debole di questa tecnologia ha permesso di sviluppare una nuova strategia molecolare.

“Il lavoro ha previsto quindi l’ottenimento di un gene che codificasse esattamente la proteina desiderata ma che avesse una sequenza sufficientemente diversa dalla sequenza virale tale da rendere possibile l’evasione del meccanismo di silenziamento genico. Allora, come abbiamo fatto? L’informazione contenuta in una sequenza di DNA viene tradotta in proteina, seguendo un codice preciso, che è il codice genetico. Questo codice ha delle degenerazioni al suo interno, vale a dire che esistono sequenze di DNA diverse tra loro che hanno però lo stesso significato. Sono in pratica dei sinonimi. Allora sfruttando questa degenerazione del codice genetico, unitamente alla possibilità di sintetizzare del DNA in laboratorio, abbiamo costruito un gene sintetico che fosse sinonimo di quello virale, quindi che codificasse esattamente la stessa proteina ma avesse dei nucleotidi cambiati e differenti, in particolare un nucleotide ogni 6 è stato cambiato senza alterare il significato della sequenza”.

A questo punto il gene sintetico è stato introdotto nelle piante. Sono state ottenute, così, delle piante transgeniche che sono state sfidate con il geminivirus dell’accartocciamento fogliare giallo del pomodoro.

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