INTRODUZIONE
La coltivazione della fragola (Fragaria x ananassa), a livello mondiale, ha avuto in questi ultimi
decenni un’enorme importanza.
Nel 2012, l’Italia è stata fra i primi produttori di fragole nell’Unione Europea con circa 3.700 ha (di
cui circa 800 ha in pieno campo e 2.900 ha in coltura protetta).
Fino ad oggi, la ricerca e la produzione hanno quasi esclusivamente basato l’approccio competitivo
sull’ottimizzazione delle differenti voci di costo; si è così lavorato sulla pezzatura dei frutti, per
agevolare il distacco e comprimere le spese di raccolta (Angelini et al., 2010).
Scarsa è stata l’attenzione alle pregnanti caratteristiche organolettiche dell’offerta, sapore ed
aromaticità, indispensabili per fidelizzare nel tempo un consumatore sempre più esigente.
1. ASPETTI BIOLOGICI
La domesticazione della fragola iniziò nel 1766, data che coincide con l’ottenimento dell’ibrido
ottoploide Fragaria x ananassa (2n = 8x = 56) avvenuto casualmente fra Fragaria virginiana e
Fragaria chiloensis (AA.VV., 1987; Angelini et al., 2010). Tuttavia esistono altre specie di fragola
fra cui:
Fragaria vesca: diploide con 14 cromosomi (2n = 2x =14).
La cultivar più nota è “Regina delle Valli” quasi universalmente dominante. Essa produce frutti
conico-allungati di consistenza scarsa e di colore rosso acceso;
Fragaria moschata: esaploide con 42 cromosomi (2n = 6x = 42).
In Italia sopravvive solo una varietà locale: “Profumata di Tortona”, coltivata nell’alessandrino
(Tortona), da dove prende il nome. I suoi frutti, grandi come un lampone, sono internamente bianchi
ed esternamente assumono un colore rosso violaceo se ben maturi. Si tratta di una cultivar
caratterizzata da un penetrante aroma moscato. (Bergaglio et al., 1993; Bergaglio, 2003).
“Profumata di Tortona” è dioica, ossia in natura sono presenti distintamente piante che portano solo
gameti maschili e piante che portano solo gameti femminili. (Fregoni e Zioni, 1964).
2. MIGLIORAMENTO GENETICO IN FRAGOLA
Dal momento della sua costituzione, Fragaria x ananassa, è oggetto di una continua attività di
innovazione varietale (Angelini et al., 2010).
Il miglioramento dell’aroma nei frutti di fragola è oggi uno degli obiettivi più importanti nei
programmi di breeding (Zorrilla-Fontanesi et al., 2012). La diversità e l’intensità dell’aroma nelle
specie di fragola selvatiche (F.vesca e F.moschata) hanno portato i breeders a introdurle nei piani di
miglioramento genetico come specie donatrici di particolari caratteri legati alla produzione di
sostanze aromatiche (Marta et al., 2004; Noguchi et al., 2002; Jones, 1966).
Le sostanze volatili sono prodotti del metabolismo secondario dei frutti, in quantità e proporzioni
differenti determinate da fattori ecologici, agronomici e tecnologici, ma soprattutto dalla varietà
coltivata. Alcuni composti sono ubiquitari, ossia presenti in tutti i frutti di fragola al medesimo stadio
di maturazione, anche se in concentrazioni diverse, mentre altri sono specifici di singole specie o
varietà (Testoni e Lovati, 2004).
3. ASPETTI DI CHIMICA MOLECOLARE
La sostanza chimica responsabile dell’aroma predominante di un alimento è definita il “composto
d’impatto” o “caratterizzante”; sono “composti contributivi” dell’aroma, invece, l’insieme delle
1
componenti che, senza avere odore caratteristico dell’alimento, ne completano la fragranza o il
bouquet.
I “composti d’impatto” che identificano quasi esclusivamente la fragola sono: il 2,5-dimetil-4idrossi-3(2H)-furanone (HDMF, furaneolo) (Figura 1) che conferisce un aroma di caramello se
presente in concentrazioni elevate mentre, un aroma di fruttato-fragola se le concentrazioni sono
molto basse; l’etere metilico, il 2,5 dimetil-4-metossi-3(2H)-furanone, comunemente chiamato
metossifuraneolo (DMMF, mesifurano); l’acetossifuraneolo, presente nell’estratto delle fragoline
di bosco, alle quali conferisce l’odore di liquirizia ad elevate concentrazioni.
Figura 1. Formula di struttura del 2,5-dimetil-4-idrossi-3(2H) - furanone o furaneolo.
4. PRINCIPALI FAMIGLIE CHIMICHE E PATHWAYS METABOLICI COINVOLTI
NELLA FORMAZIONE DEGLI AROMI
ESTERI
Gli esteri rappresentano la famiglia chimica più abbondante (98 % dei volatili totali) e sono i
principali responsabili dell’aroma dei frutti di fragola (Pérez et al., 1992; Pérez et al., 2002)
L’esterificazione è il risultato della transacilazione in alcool partendo da un acil-coenzima A (acilCoA). L’enzima che catalizza la reazione è un alcool aciltransferasi (AAT), enzima chiave nella
biosintesi degli aromi che in fragola è denominato SAAT (Strawberry Alcohol Acyltransferase;
Honkanen and Hirvi, 1990).
Tra i geni coinvolti nel pathway di biosintesi degli esteri sono state inoltre descritte le lipossigenasi
(FvLOX e FaLOX), che intervengono nel primo passaggio della degradazione degli acidi grassi per
la sintesi degli esteri, con la conseguente produzione di volatili quali le aldeidi, che conferiscono il
tipico aroma dei frutti verdi (Pirona et al., 2012; Griffiths et al., 1999; Zhang et al., 2006; 2009).
TERPENI
I terpeni rappresentano un altro gruppo chimico importante, raggiungendo il 20% del totale dei
composti aromatici in fragola; contribuiscono ad apportare note agrumate e speziate (Loughrin and
Kasperbauer, 2002).
I terpeni, e principalmente i composti a 10 atomi di carbonio (monoterpeni) ed i composti a 15 atomi
di carbonio (sesquiterpeni), sono stati identificati a vari livelli nei profili aromatici di fragola (Maarse,
1991).
In F. x ananassa, i geni per le nerolidolo sintasi, fra i quali quelli per le nerolidolo sintasi 1 (FaNES1)
e le nerolidolo sintasi 2 (FaNES2), sono stati identificati e sono in grado di sintetizzare nerolidolo in
presenza di geranil difosfato o farnesil difosfato. In F.vesca è stata riportata la presenza dei geni per
le monoterpene sintasi (FvPINS) e le sesquiterpene sintasi (PINS1), coinvolti nella sintesi dei
monoterpeni e sequiterpeni, rispettivamente.
2
FURANONI
I più importanti composti che contribuiscono effettivamente all’aroma della fragola sono i furanoni.
Il furaneolo apporta note dolci e di caramello se presente ad alte concentrazioni, e note fruttate se
presente in basse concentrazioni; il mesifurano, invece, è caratterizzato da un odore di bruciato e di
sherry (Larsen and Poll, 1992; Pérez et al., 1996).
L’ultimo step della via biosintetica per la formazione del composto aromatico furanolo è catalizzata
dall’enone ossidoreduttasi. Il gene enone ossidoreduttasi (FaEO) è responsabile della sintesi del
furaneolo, che a sua volta è convertito dall’enzima O-metiltransferasi (FaOMT) in mesifurano
(Schiefner et al., 2013; Wein et al., 2002; Lunkenbein et al., 2006).
MATERIALI E METODI
Le analisi effettuate hanno riguardato la determinazione dei parametri qualitativi e l’identificazione
ed espressione dei geni coinvolti nella formazione dei principali composti aromatici in differenti
genotipi di fragola (Figura 2) e sono state condotte su frutti nei tre stadi di maturazione principali:
verde (immaturo), invaiato (viraggio al colore rosa), rosso tipico (maturo). Per ciascuno stadio di
maturazione sono stati raccolti campioni al fine di ottenere tre repliche biologiche. I campioni così
raccolti sono stati congelati in azoto liquido e conservati a -80°C.
A
B
C
D
Figura 2. Particolare dei frutti di Fragaria vesca cv. “Regina delle Valli” (A), Fragaria moschata cv.
“Profumata di Tortona” (B), Fragaria x ananassa cv. “Onda” (C) e selezione “VR177” (D).
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1. ESTRAZIONE DELL’ RNA TOTALE
I campioni di frutti di fragola raccolti sono stati macinati finemente tramite pestellamento in azoto
liquido e conservati a -80°C fino al momento dell’estrazione. Il protocollo di estrazione adottato non
prevede l’adozione di particolari kit però necessita di tre giorni di lavoro (Chang et al., 1993). In
seguito si procede ad eseguire un elettroforesi su gel agarosio all’1% utilizzata per separare e
identificare frammenti di RNA. Gli RNA totali così ottenuti, sono pronti per la successiva fase di
purificazione.
2. ANALISI RT-qPCR
La Real Time PCR è un metodo di amplificazione e quantificazione simultanea di acidi nucleici
(DNA e RNA), preceduta da una reazione di trascrizione inversa (o retrotrascrizione) che converte
l’RNA messaggero (mRNA) contenuto nei campioni di RNA totale a DNA complementare a singolo
filamento (cDNA).
L’output della qPCR è un grafico, in cui l’asse delle ascisse riporta i cicli di amplificazione, mentre
l’asse delle ordinate il valore di fluorescenza rilevata (RFU), che è proporzionale alla quantità di
prodotto amplificato. Per ogni campione si delinea nel grafico una curva sigmoidale, caratterizzata
da una prima fase ad andamento esponenziale, dove si assiste ad un continuo aumento del prodotto
di PCR, cui segue una seconda fase ad andamento asintotico dovuta all’esaurimento dei reagenti
(Figura 3). Dall’intersezione della retta con le curve sigmoidali si identificano i valori di ciclo soglia
(Ct), proporzionali al contenuto iniziale di cDNA e di conseguenza di mRNA nei campioni esaminati.
Il valore Ct permette di calcolare l’espressione genica che si esprime come la velocità di variazione
dell’espressione dello stesso gene in due stadi di maturazione diversi.
Figura 3. Amplificazione della qPCR dei geni SAAT (rosso) e FaNES1(viola) e dell’rRNA 18S (celeste).
L’asse delle ascisse rappresenta il numero di cicli di PCR mentre l’asse delle ordinate riporta il valore di
fluorescenza rilevata (RFU). La retta verde rappresenta la linea-soglia.
In caso di quantificazione relativa, si normalizza il valore di espressione del gene di interesse (gene
target) con il valore di espressione di un gene costitutivo o housekeeping, ovvero un gene che sia
costantemente espresso in tutti i campioni indipendentemente dalle condizioni sperimentali, Nel
presente lavoto l’RNA ribosomale 18S è stato utilizzato come housekeeping. Per ogni campione si
calcola quindi la differenza (∆Ct) fra il valore Ct del gene target e il valore Ct del gene housekeeping:
∆Ct= Ct (target) - Ct (housekeeping)
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3. ANALISI STRUMENTALI E SENSORIALI
Le tecniche per l’analisi dell’aroma prevedono l’estrazione e la concentrazione dei costituenti
aromatici, la separazione e l’identificazione dei composti.
I principali metodi di isolamento (Honkanen and Hirvi, 1990) sono:
Campionamento dello spazio di testa (statico o dinamico);
Estrazione con solvente.
Le metodiche basate sulla separazione dei composti dello spazio di testa riproducono una situazione
simile a quella che si ottiene durante il consumo, mentre l’estrazione totale mediante solvente
permette di ottenere una panoramica completa dei composti prodotti dal metabolismo dei frutti,
indipendentemente dalla loro diversa volatilità (Nuzzi et al., 2008)
La GC-O è una combinazione tra l’analisi sensoriale e strumentale, attraverso la separazione
cromatografica dell’estratto totale e la simultanea rilevazione dell’odore. Il prodotto dell’analisi GCO è un cromatogramma e un’aromagramma, dove sono rappresentati attraverso dei picchi gli aromi
percepiti (Van Ruth, 2001). I picchi degli eventi odorosi vengono indicati con dei codici che
descrivono il tipo di aroma percepito. Le analisi GC-O sono eseguite mediante l’adozione di un
metodo diretto per la rilevazione del profilo aromatico che si basa sulla misurazione dell’intensità
dell’odore (odour intensity) e la durata di percezione di questo, durante l’eluizione.
RISULTATI
1. PARAMETRI QUALITATIVI
Le analisi condotte sui campioni di fragole hanno riguardato i seguenti parametri:
Resistenza alla compressione;
Colore (distinto nelle componenti L*, a*, b*, C*, H°);
Peso fresco;
Residuo secco rifrattometrico (RSR);
Acidità titolabile (AT).
Resistenza alla compressione
La resistenza alla compressione è un parametro che permette di conoscere la resistenza del frutto
(espressa in Kg), in seguito ad una pressione esercitata sulla superficie del frutto stesso.
Dalle analisi è emerso come sia notevole la differenza di resistenza allo compressione: le specie
F.moschata e F.vesca sono significativamente diverse dalle varietà coltivate che risultano essere più
resistenti
Colore (L*a*b*)
Il colore è un parametro qualitativo complesso, costituito da luminosità, saturazione e tonalità.
La sua misura è lo spazio colore L*a*b*, derivante da un algoritmo tridimensionale; saturazione e
tonalità invece si calcolano, in modo indiretto, utilizzando equazioni che considerano le componenti
a* e b* dello spazio colore. I livelli di luminosità (L*) presentano valori più alti nelle varietà
ottoploidi, come nel caso di “VR 177” allo stadio immaturo. (L*=104,82).
Durante il corso della maturazione la luminosità diminuisce in modo abbastanza accentuato in tutte
le cultivar studiate. I valori più bassi di L* a piena maturazione, sono stati riscontrati nella cultivar
“Profumata di Tortona” (L* =16,81). I parametri a* e b*, invece indicano se il colore vira, nel caso
di a* nelle tonalità da rosso a verde, mentre b*, dal giallo al blu.
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Residuo secco rifrattometrico (RSR)
Il residuo secco (RSR) è espresso in gradi Brix Refractometric Dried Substance (°Brix RDS): un °Bx
corrisponde a 1 parte di sostanza solida (peso secco) in 100 parti di soluzione.
La maggior parte delle cultivar non superano il valore di 8 °Brix, anzi solitamente sono più bassi
(intorno a 6,5-7,4). In relazione al genotipo, F.vesca e F.moschata presentano elevati valori di RDS,
prossimi a 8 °Brix già nei primissimi stadi di maturazione, mentre gli ibridi F. x ananassa
raggiungono tali valori solo allo stadio di piena maturazione.
In tutti i genotipi studiati, si assiste ad una continua crescita del tenore zuccherino, anche se in misura
più accentuata in “Regina delle Valli”. La cultivar diploide, infatti, presenta un RDS iniziale pari a
8,71 °Bx, sale a 9,40 °Bx allo stadio invaiato e raggiunge 11,52 °Bx alla piena maturazione (Figura
4). Un comportamento simile si osserva in “Profumata di Tortona” che passa da 7,97 °Bx allo stadio
verde, a 9,13 °Bx medio allo stadio maturo.
14,00
12,00
°Brix
10,00
8,00
stadio verde
stadio invaiato
6,00
stadio rosso
4,00
2,00
0,00
F. vesca
F.
moschata
F. x a.
"Onda"
F. x a.
"VR177"
Figura 4. Valoro medi del residuo secco rifrattometrico (RDS), espressi in °Brix.
Acidità titolabile (AT)
L'acidità titolabile (titratable acidity, TA) o acidità totale si ottiene neutralizzando gli acidi organici
del frutto (ac. malico, citrico, succinico, tartarico, ecc…) con soda caustica 0,1 Normale (NaOH N/10
ovvero 0,1 N). L’acidità titolabile è inversamente proporzionale all’avanzare della maturazione. Si
esprime in milliEquivalenti di NaOH consumata ogni 100 g di prodotto (mEq/100g).
Agli stadi iniziali di maturazione i valori di acidità titolabile sono elevati per tutte le cultivar, con
eccezione di “Onda” (14,83 mEq/100g). “Regina delle Valli”, invece, presenta valori molto elevati
già a partire dallo stadio verde (32,24 mEq/100g). “Profumata di Tortona” e selezione “VR 177” si
collocano invece su valori intermedi, 24,83 mEq/100 g e 18,62 mEq/100g, rispettivamente.
2. IDENTIFICAZIONE DEI PRINCIPALI COMPOSTI AROMATICI DEI FRUTTI
Le analisi gascromatografiche ed olfattometriche hanno permesso di identificare numerosi composti
chimici, prevalentemente volatili, che conferiscono note aromatiche ai frutti in corso di maturazione.
6
In F.vesca cv. “Regina delle Valli” è particolarmente abbondante la produzione di esteri, di furanoni
e di terpeni. Fra questi ultimi si trova l’alfa terpinene assieme al limonene, l’alfa terpineolo ed il
linalolo. Tra gli esteri, invece, sono stati identificati, seppur a livelli contenuti, il metil ed il butil
esanoato, che conferiscono note fruttate. Tra i composti aldeidici, invece, sono stati ritrovati l’esanale
e (E)-2-esenale, caratterizzati dal conferire aromi freschi ed erbacei ai frutti.
La varietà “Profumata di Tortona”, invece, presenta un profilo differente, dove i composti chimici
predominanti l’aroma sono gli esteri e le aldeidi, mentre i terpeni si configurano come composti
contributivi. Fra gli esteri, assumono particolare rilievo il metil butanoato, il metil 2-metil butanoato,
il metil esanoato e l’etil butanoato.
Grazie all’estrazione totale con solventi e alla comparazione con composti standard interni è stato
possibile identificare come l’aroma tipico della fragola di Tortona sia da attribuire all’etil butanoato,
il quale conferisce, in purezza, un aroma di fruttato/kiwi. La presenza di tale composto nei frutti di
fragola, oltre ad essere rilevata ad alte concentrazioni, ha comportato una risposta olfattiva molto
forte e abbastanza persistente nel tempo.
Inoltre, la presenza di esteri è accompagnata dalla presenza di composti aldeidici, quali l’esanale e
l’(E) 2-esenale, che conferiscono una sensazione di fresco ed erbaceo ai frutti maturi, e di furanoni,
quali il metossifuraneolo che conferisce note dolci e di cotto. L’abbondante produzione di aldeidi allo
stadio maturo dei frutti è quindi prerogativa del genotipo F.moschata, mentre nelle altre cultivar la
produzione di questi composti si riduce notevolmente con l’avanzare della maturazione.
Nelle cultivar di fragola coltivate, appartenenti all’ibrido F. x ananassa, la composizione del profilo
aromatico, e conseguentemente, quello olfattivo è completamente differente da quello riscontrato
nelle cultivar selvatiche.
In “Onda” è risultato prevalente l’elevato contenuto nei frutti di esteri, spiccatamente il metil
butanoato che è stato rilevato in concentrazioni molto elevate. Il profilo aromatico si presenta
abbastanza piatto, durante l’intera eluizione, con alcune eccezioni riguardanti la presenza delle aldeidi
come l’esanale ed (E)-2-esenale, i terpeni come l’alfa terpinene e limonene, ed infine il linalolo. Fra
i terpeni merita di essere ricordato anche il sesquiterpene nerolidolo, che viene prodotto
esclusivamente nelle fragole coltivate.
La selezione “VR 177”, infine, presenta un profilo olfattivo simile a quello riscontrato in “Onda”
sebbene mostri differenze più pronunciate. Allo stadio maturo, è caratterizzato dall’alta presenza di
composti appartenenti alla famiglia chimica degli esteri. Questi composti, fra cui il metil ed l’etil
butanoato sono presenti in concentrazioni molto superiori alla norma.
In particolare, l’etil butanoato è stato ritrovato in concentrazioni molto alte, superiori a tutte le altre
cultivar, precedentemente esaminate. In questo genotipo, si segnala inoltre la presenza di benzaldeide,
che è praticamente assente negli altri tre genotipi studiati.
3. ANALISI DELL’ESPRESSIONE GENICA NEI FRUTTI DI FRAGOLA
E’ stato valutato il livello di espressione di 12 geni, coinvolti nella sintesi di composti aromatici in
frutti delle 4 varietà di fragola, raccolti a tre stadi di maturazione (verde, invaiato, rosso).
Per ciascun gene saggiato, in seguito all’analisi in RT-PCR, si è considerato il valore di ∆Ct in ciascun
stadio di sviluppo, riferito al valore di espressione del gene costitutivo per l’RNA 18S. Questo valore
è inversamente proporzionale al livello di espressione.
Sono stati saggiati i geni codificanti per:
Alcool aciltransferasi (SAAT)
Monoterpene sintasi (FvPINS)
Sesquiterpene sintasi (PINS1)
7
Nerolidolo sintasi 1 (FaNES1)
Nerolidolo sintasi 2 (FaNES2)
Enone ossidoreduttasi (FaEO)
O-metiltransferasi (FaOMT)
Eugenolo sintasi (FaEGS2)
Lipossigenasi (FvLOX)
Lipossigenasi (FaLOX)
Fattore di trascrizione MADS-box (FaMADSBOX9)
Piruvato decarbossilasi 1-like (PDC 1-like)
Di seguito vengono illustrati i risultati di espressione dei principali geni saggiati.
Alcool Aciltransferasi (SAAT)
L’espressione di SAAT presenta valori del ∆Ct bassi nello stadio di maturazione verde, in tutte le
cultivar considerate; i valori più bassi si riscontrano nella selezione “VR 177” (∆Ct = 19,82), cui
segue F.vesca (∆Ct = 17,45). F.moschata e F. x anassassa cv. “Onda” praticamente mostrano lo
stesso valore di espressione (rispettivamente 12,45 e 12,30; Figura 5).
Nella fragola di bosco l’aumento di espressione genica non è significativamente diversa passando
dallo stadio invaiato a quello maturo (∆Ct = 10,09 e 9,80 rispettivamente), così come anche per
“Profumata di Tortona” (∆Ct = 8,69 e 8,14 rispettivamente) e per la selezione “VR 177” (∆Ct = 11,39
e 10,79 rispettivamente); diverso è per la cv. “Onda” che presenta valori di ∆Ct differenti fra i due
stadi di maturazione e statisticamente significativi (∆Ct = 9,23 per l’invaiato e ∆Ct = 8,38 per lo
stadio maturo). Il valore di massima espressione genica di SAAT (∆Ct 8,14), è stato riscontrato nei
frutti maturi di F.moschata cv. “Profumata di Tortona”.
In generale, è possibile sostenere che l’attività della SAAT assume importanza a partire dallo stadio
di maturazione invaiato, quando si attivano i pathways metabolici per la biosintesi degli esteri e
raggiunge valori elevati allo stadio di piena maturazione. Ne deriva che la selezione “VR 177” sia la
meno interessante dal punto di vista di produzione degli aromi esterei (fruttati) mentre la più
interessante sotto questo punto di vista è la “Profumata di Tortona”.
25,00
20,00
∆Ct
15,00
stadio verde
10,00
stadio invaiato
stadio rosso
5,00
0,00
Figura 5. Valori di espressione in ∆Ct del gene per l’alcool aciltransferasi (SAAT).
8
Monoterpene sintasi (FvPINS)
Il gene FvPINS codifica per l’enzima monoterpene sintasi che catalizza la produzione di monterpeni,
come l’α-pinene, β-fellandrene, e β-mircene a partire dal geranil pirofosfato o GPP.
In fragola, i risultati di espressione appaiono molto interessanti già a partire dallo stadio di
maturazione verde in cui il gene è poco espresso in F.vesca (∆Ct = 25,76), F.moschata (∆Ct =18,13)
e F. x ananassa cv. “Onda” (∆Ct = 20,53); nella selezione “VR 177” il gene è non espresso (∆Ct = 13,87; Figura 6).
Fra le cultivar, l’aumento di espressione del gene, è significativo nella selezione “VR 177” a cui segue
F.moschata, F.vesca e F. x ananassa cv. “Onda”.
Il valore di espressione più alto, è stato riscontrato nello stadio di piena maturazione in F.moschata
(∆Ct = 10,97) e in F.vesca (∆Ct = 11,85).
Questo dimostra come il gene FvPINS, responsabile della produzione di alcuni composti terpenici
come l’α-pinene, ai quali conferisce aromi balsamici e resinosi, sia maggiormente espresso nelle
varietà di fragole selvatiche, come F.vesca e F.moschata.
30,00
25,00
20,00
15,00
ΔCt
10,00
stadio verde
5,00
stadio invaiato
0,00
stadio rosso
-5,00
-10,00
-15,00
-20,00
Figura 6. Valori di espressione in ∆Ct del gene per la monoterpene sintasi (FvPINS).
Sesquiterpene sintasi (PINS1)
Il gene PINS1 catalizza per l’enzima sesquiterpene sintasi coinvolto nella produzione di terpeni a 15
atomi di carbonio (sesquiterpeni) durante la maturazione dei frutti.
L’espressione del gene aumenta passando dallo stadio verde a quello invaiato di F.vesca, F.moschata,
F. x ananassa cv. “Onda” mentre in F. x ananassa “VR 177” risulta represso.
I valori di espressione più elevati del gene PINS1 si sono riscontrati nella “Profumata di Tortona”
mentre “Regina delle Valli” e “VR 177” presentano livelli simili e “Onda” il valore più basso.
Nerolidolo sintasi (FaNES)
Sono stati presi in considerazione due geni FaNES: FaNES1 e FaNES2.
9
L’analisi RT-PCR ha dimostrato che FaNES1e FaNES2 sono i geni che vengono espressi in modo
prevalente nei frutti maturi delle fragole coltivate.
Tutte le cultivar presentano valori di espressione dei due geni significativamente differenti fra loro.
Nello stadio invaiato si assiste ad un aumento di espressione nella cultivar “Onda” mentre si osserva
una riduzione nelle specie F.vesca e F.moschata; per la selezione “VR 177”, i valori di espressione
dei geni FaNES si riducono allo stadio invaiato, per poi attestarsi a valori simili a quelli rilevati nello
stadio verde, quando si raggiunge lo stadio maturazione finale.
Enone ossidoreduttasi (FaEO)
Il gene FaEO codifica per l’enone ossidoreduttasi, richiesto per la biosintesi del composto aromatico
tipico della fragola, il 4-idrossi-2,5-dimetil-3(2H)-furanone.
I dati di espressione ottenuti mostrano come allo stadio iniziale di maturazione il gene presenta bassi
livelli di espressione nelle 4 cultivar. FaEO è un gene la cui espressione viene fortemente attivata a
partire dallo stadio di viraggio. Fra le varietà, “Onda” e “Profumata di Tortona” mostrano valori di
espressione elevati e simili, rispetto alle altre due cultivar.
O-metiltransferasi (FaOMT)
Il gene FaOMT codifica per la O-metiltransferasi che catalizza la reazione di formazione del
mesifurano nei frutti di fragola uno dei principali composti aromatici.
L’espressione di FaOMT è risultata più elevata nelle due cultivar “Onda” e “VR 177” rispetto alle
specie F.moschata e F.vesca.
CONCLUSIONI
Lo studio della componente aromatica dei frutti, riveste un ruolo strategico nel miglioramento
complessivo della qualità dei frutti; le indagini più recenti, infatti, hanno visto l’identificazione di
numerosi geni riguardanti la formazione di composti aromatici nei differenti genotipi di fragola, con
una certa prevalenza per F.vesca e F. x ananassa.
Si è potuto così dimostrare come i diversi genotipi di fragola si comportino in modo molto
diversificato per quanto riguarda la formazione dei composti aromatici, e questo è ben evidenziato
sia dalle analisi chimiche sia da quelle molecolari.
E’ risultata evidente la distinzione fra le fragole coltivate (F. x ananassa) e quelle selvatiche (F. vesca
e F.moschata). Le prime, infatti, comprendenti le cultivar “Onda” e selezione “VR 177” presentano
caratteristiche molto diverse dalle altre due, sia per quanto riguarda i parametri qualitativi sia per
quanto riguarda gli aspetti molecolari.
Le cultivar selvatiche si evidenziano per alcuni aspetti qualitativi, nonché per la diversa composizione
aromatica dei frutti ed espressione dei geni testati.
Nello specifico, in “Profumata di Tortona” lo straordinario bouquet olfattivo è sostenuto dalla
coesistenza di tre categorie di composti chimici quali esteri, terpeni ed aldeidi che, apportando note
fresche e balsamiche, contribuiscono a rendere unica questa fragola nell’intero panorama varietale.
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