I ricercatori identificano un gene nano della vite

I ricercatori hanno identificato il primo mutante nano della vite legato alla biosintesi dei brassinosteroidi, una scoperta che potrebbe aiutare i breeder a sviluppare viti più adatte agli impianti fitti e all’agricoltura meccanizzata.

Lo studio, pubblicato lunedì su Theoretical and Applied Genetics, ha ricondotto il tratto a VviBR6OX1, un gene sul cromosoma 14 che contribuisce alla produzione di brassinosteroidi, una classe di ormoni vegetali che regolano la crescita. Il team ha inoltre utilizzato CRISPR/Cas9 per ricreare il fenotipo nano nella vite, confermando il ruolo del gene nel controllo dell’architettura della pianta. Quando è stato modificato un secondo gene correlato, VviBR6OX2, le piante sono diventate ancora più compatte.

Il lavoro arriva dal Grapevine Breeding and Genetics Program della Cornell University e si concentra su una linea nana naturale individuata tra la progenie di PI 200569, nota anche come Yugoslav 5-24. Le viti mutanti presentavano foglie piccole e verde scuro, piccioli corti e internodi brevi. In prove in serra e in campo, il carattere nano seguiva un modello recessivo e rispettava un rapporto di segregazione 3 a 1, suggerendo il controllo da parte di un singolo locus.

Per restringere la causa, i ricercatori hanno combinato l’analisi di associazione tra marcatori e carattere con il sequenziamento RNA su pool. Hanno individuato un forte segnale sul cromosoma 14 e poi ristretto la regione candidata a un intervallo di 137 kilobasi contenente nove geni. Uno si è distinto: VIT_214s0083g01110, che codifica per la brassinosteroide-6-ossidasi. Nella nomenclatura della vite, il gene è chiamato VviBR6OX1.

Il team ha individuato due delezioni in frame nel gene: una di 12 paia di basi nell’esone 1 e un’altra di 9 paia di basi nell’esone 4. Un’analisi del germoplasma della vite ha suggerito che la delezione di 9 paia di basi fosse con ogni probabilità responsabile del fenotipo nano. Le viti mutanti presentavano entrambe le delezioni, mentre le viti più alte portavano per lo più la sequenza wild-type.

Per verificare se VviBR6OX1 fosse davvero la causa, i ricercatori hanno usato CRISPR/Cas9 per inattivare il gene in Scarlet Royal, una cultivar da tavola. Le piante editate hanno sviluppato una forma nana simile, con germogli più corti e dimensioni complessive ridotte. In alcune linee, la modifica simultanea di VviBR6OX2 ha prodotto una pianta ancora più compatta.

I risultati sono importanti perché la produzione viticola dipende ancora in larga misura dal lavoro manuale per potatura, allevamento e vendemmia. Viti più piccole potrebbero facilitare la progettazione di cultivar adatte a densità d’impianto più elevate e a costi del lavoro inferiori. Lo studio aggiunge le vie dei brassinosteroidi all’elenco dei percorsi genetici che i breeder possono utilizzare per modellare la crescita della vite, accanto ai precedenti lavori sui geni nanizzanti legati alle gibberelline.

Gli autori hanno affermato che la scoperta offre una nuova risorsa genetica per selezionare uve con architettura modificata e altri tratti legati alla biologia dei brassinosteroidi.