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BIOTECNOLOGIE APPLICATE IN AGRICOLTURA
Lotta contro i virus
Breeding tradizionale caratteri di resistenza genetica
Protocolli di manipolazione: quarantena, rotazione, materiale virusfree
Cross protection, 1929 McKinney osserva che infettando una pianta di
tabacco con un virus moderato la si rendeva resistente all’attacco di
altri ceppi del virus più virulenti protezione crociata.
Metodo costoso e laborioso, usato di routine su molte specie.
Problemi legati all’utilizzo di ceppi comunque virulenti oltre ai costi e
alla laboriosità.
1985, Sanford e Johnston sviluppano il concetto della pathogen derived
resistance (PDR) resistenza ottenuta grazie all’espressione di geni o
frammenti genomici virali.
La presenza e/o l’espressione di un transgene derivato dal patogeno si
pensa causi una perturbazione nel ciclo vitale del patogeno (soprattutto la
replicazione e/o il movimento) alterando i livello delle varie componenti
proteiche proprie del virus.
1986, Resistenza in tabacco al TMV: sovraespressione della coat protein
1987: prima prova in campo di pomodori resistenti ai virus.
Strategia utilizzata sia su dicot che monocot.
Svantaggio: resistenza specifica a limitato spettro d’azione, non attiva
contro infezione da parte di RNA nudo.
Meccanismi possibili:
- mancato rilascio del genoma dal capside,
- inibizione della traduzione,
- problemi di trasporto a lunga distanza,
- gene silencing? In alcuni casi si otteneva resistenza mediante la
sovraepressione di geni per proteine virali che scatenavano fenomeni
di gene silencing a carico dei geni del virus.
Es. protezione della papaya nelle Hawaii contro il virus PRSV (papaia
ringspot virus).
1992: crisi nella coltivazione di papaia per via di una massiccia infezione
virale
Papaya Ringspot Virus (PRSV)
Gruppo Potyvirus
Genoma ad RNA, singola elica lineare.
Dimensioni 12000nt
Virioni filamentosi
Trasmesso da afidi ed altri insetti
1998: introduzione di semi transgenici che sovraesprimevano la coat
protein CP del virus con una mutazione tale da alterarne il
funzionamento.
Virus resistant Papaya Construct
35Sp
PRSV coat
protein
nptII
GUS
Selectable Markers
nos!
“Rainbow” papaya
Transgenic plants
Non-transgenic
plants
Le piante transgeniche erano resistenti al
virus e mostravano la totale assenza dei
trascritti del transgene e del gene del virus
 silenziamento genico post trascrizionale.
Papaya PRSV came to Puna in 1992,
by late 1994, PRSV had spread throughout Puna
and many farmers were going out of business.
In year 2000 -- 53% of
papaya acreage is transgenic
Transgenic papaya
introduced
Production
almost halved
USDA report, 2000
First transgenic papaya
was created