2-Cattivelli
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Biodiversità, mutagenesi, transgenesi, cisgenesi e genome editing Luigi Cattivelli CREA - Centro di ricerca per la genomica, Fiorenzuola d’arda mlo (Mildew resistance Locus O): un gene che conferisce resistenza all’oidio • Scoperto in orzo • Conferisce resistenza a tutti i ceppi noti di oidio • La resistenza è data dal gene nella forma mutata (mlo), un carattere recessivo • L’assenza della proteina MLO funzionante conferisce resistenza mlo: un mutante ottenuto da mutagenesi in orzo Buschges et al., Cell 1997 La mutazione mlo esiste anche in natura Piffanelli et al., Nature 2004 Il gene MLO e l’oidio esistono in tutte le specie ma solo in orzo sono stati trovati piante mlo resistenti Il frumento ha geni MLO ma non è mai stato trovato un pianta mlo resistente • Il frumento ha 3 geni MLO e solo la mutazione a tutti i geni è attesa conferire resistenza all’oidio • Non esistono mutanti naturali di MLO • La mutagenesi per la sua natura casuale ha un probabilità quasi nulla di produrre nella stessa pianta mutazioni ai 3 geni MLO Genome editing ai geni MLO di frumento rende la pianta resisitente all’oidio Wang et al., Nature Biotech 2014 Una fragola che reprime il gene MLO tramite trangenesi è resistente all’oidio Jiwan et al., Trans Res 2003 Un problema molte soluzioni … Orzo Biodiversità Mutagenesi Transgenesi Cisgenesi Genome editing Frumento Vite Vite (mlo) (altro gene R) … ma non è sempre così … Resistenza ad insetti (mais, cotone) Resistenza agli erbicidi Biodiversità Mutagenesi Transgenesi Cisgenesi Genome editing (es. BASF Clearfield) … e non è così facile • RF1 è un gene di frumento indotto in risposta a siccità • Nelle cellule dell’epidermide fogliare al variare del livello di espressione di RF1 varia la resistenza alla siccita delle cellule Guerra et al., Plant Physiol 2012 Da un approccio transgenico ad un possibile approccio di genome editing E3 VIP2 • RF1 codifica per una E3ubiquitina ligasi che degrada una proteina chiamata VIP2 • Nelle cellule dell’epidermide fogliare una riduzione di VIP2 conferisce alle cellule tolleranza alla siccità RF1 Degradazione di VIP2 Ricerca di mutanti in VIP2 Genome editing per bloccare VIP2 Biodiversità, mutagenesi, transgenesi, cisgenesi e genome editing possono, ma non sempre, arrivare allo stesso risultato
