Gli scienziati raggiungono una pietra miliare: sequenziato con successo l'intero genoma della vite

In un'innovativa iniziativa di ricerca in Spagna, gli scienziati del CSIC e dell'Università di Valencia sono riusciti a mappare le versioni del genoma della vite, individuando in particolare i geni legati allo stress da parassiti e siccità. Questa straordinaria impresa dovrebbe aprire la strada allo sviluppo di futuri vigneti resistenti all'incombente minaccia del cambiamento climatico, una delle principali preoccupazioni dell'industria vinicola mondiale.

Un impegno internazionale

La ricerca, un progetto internazionale collaborativo, ha visto la partecipazione attiva dell'Institute of Integrative Systems Biology (I2SysBio), un centro congiunto tra il CSIC e l'Università di Valencia. I ricercatori sono riusciti a completare le versioni 4 e 5 del genoma di riferimento della vite (vitis vinifera). Queste versioni contengono una miriade di geni legati allo stress indotto da parassiti, alla siccità e persino a geni fondamentali per la qualità aromatica dei frutti.

Le preziose intuizioni ricavate da questo progetto sono destinate a inaugurare una nuova era di vigneti in grado di resistere alle avversità portate dai cambiamenti climatici globali, uno sviluppo cruciale per preservare il futuro dell'industria vinicola. Le loro scoperte sono state pubblicate su riviste prestigiose come Horticulture Research e G3 Genes|Genomes|Genetics.

Basarsi sulle scoperte precedenti

Il sequenziamento iniziale della vite è stato effettuato nel 2007, ma è stato ritenuto incompleto, lasciando numerose regioni inesplorate. Una parte significativa di questi frammenti di genoma, ora assemblati con successo, corrisponde alle regioni centromeriche e telomeriche (situate al centro e alle estremità dei cromosomi). La complessità di queste regioni, piene di sequenze ripetitive, le aveva rese in precedenza difficili da leggere e decifrare.

Avere accesso a un genoma completamente realizzato equivale a sbloccare il progetto genetico completo di una specie. Armati di questa nuova conoscenza, i ricercatori possono approfondire la funzione di ogni gene, allineandolo con tratti essenziali per l'industria vinicola e sfruttando gli strumenti della biologia computazionale. Questo progresso genetico, unito ai metodi di selezione tradizionali, contribuirà in modo significativo all'evoluzione dei vigneti del futuro.

Tecniche raffinate e intuizioni genetiche

La quarta versione del genoma ha rivelato dettagli intriganti sul lignaggio della coltura PN40024 utilizzata. Inizialmente si pensava che fosse un derivato della varietà Pinot Nero, ma le successive analisi genomiche l'hanno identificata come varietà Helfensteiner, un incrocio tra Pinot Nero e Schiava Grossa. Inoltre, la quinta versione del genoma può proclamare con sicurezza un sequenziamento completo del genoma della vite.

La tecnologia impiegata si basa sul "long read sequencing", un metodo di sequenziamento del DNA in grado di mappare frammenti di DNA molto più lunghi rispetto alle tradizionali tecniche di sequenziamento a lettura breve. La quarta versione ha utilizzato la tecnologia standard PacBio a lunga sequenza, mentre la quinta ha impiegato la tecnologia ad alta fedeltà, o HiFi. Le letture HiFi, ottenute attraverso il sequenziamento circolare di consenso sui sistemi PacBio a lettura lunga, offrono una risoluzione eccezionale, vantando un'impressionante precisione di lettura di una singola molecola del 99,9%.

I costi del progetto Grapedia e la strada da percorrere

Entrambi gli sforzi scientifici sono stati condotti sotto l'egida del progetto Cost Grapedia, una banca dati federativa proposta come piattaforma ad accesso aperto per affrontare le sfide associate all'accesso e all'utilizzo dei dati genetici, omici e di fenotipizzazione relativi alla vite. L'iniziativa è guidata da José Tomás Matus, ricercatore del Programma Ramón y Cajal dell'Università di Valencia e di I2SysBio (CSIC - UV), ed è generosamente finanziata dall'Ufficio europeo Cost (Cooperazione scientifica e tecnologica).