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Maschiosterilità
 Generalità
 Tipi di maschiosterilità
 Utilizzazione della maschiosterilità
 Produzione di linee maschiosterili
 Incrocio di mantenimento
 Produzione di linee ristoratrici
 Problemi associati all’uso della maschiosterilità
M.S. non genetica
Basata sull’uso di sost anze gamet ocide con cui vengono t r at t at e le piant e
pr ima della f ior it ur a, ad int er valli pr est abilit i
Requisit i:
1. ef f icacia 100% sugli or gani maschili
2. non deve int accar e la f er t ilit à f emminile
3. r ichieder e un r idot t o numer o di t r at t ament i
4. esser e ef f icient e indipendent ement e dalle condizioni ambient ali
M.S. controllata geneticamente
Genetica
Regolata da geni nucleari
Citoplasmatica
Regolata da geni citoplasmatici
Genetico-citoplasmatica
Regolata da geni citoplasmatici,
ma superabile con la presenza di
geni nucleari detti “ristoratori”
MA PERCHE’ LA
MASCHIOSTERILITA’ E’
IMPORTANTE PER IL
MIGLIORAMENTO GENETICO?
Importanza
Olt r e il 90% di seme ibr ido di specie or t ive vendut o dalle dit t e sement ier e è
r appr esent at o da ibr idi F1. Essi gar ant iscono :
1. Pr oduzioni elevat e (et er osi)
2. Unif or mit à elevat a
3. Tr asf er iment o di car at t er i ut ili di due genit or i in un unico genot ipo
4. Elevati margini di guadagno (ditte sementiere)
Gli ibr idi F1 vengono pr odot t i at t r aver so impollinazioni cont r ollat e, in cui
sono not i ent r ambi i genit or i. Sono per t ant o necessar ie oper azioni cost ose:
1. emasculazioni dei f ior i f emminili
2. impollinazioni cont r ollat e
M.S. e produzione di ibridi F1
GLI STEP
1.
Produzione di linee inbred maschiosterili da utilizzare come
genitori femminili
2.
Produzione di seme ibrido F1 incrociando la linea inbred
maschiosterile con una linea inbred maschiofertile
geneticamente differente
3.
Mantenimento delle linee inbred maschiosterili (incrocio di
mantenimento)
M.S. genetica “condizionale”
L’espressività del carattere “sterilità” può dipendere da:
• ambiente
• fotoperiodo
• temperatura
• intensità luminosa
• umidità relativa
• elementi nutritivi
Alta
espressività
=
Sterilità
Bassa
espressività
=
Fertilità
MS NUCLEARE
Trasformazione genetica: quali geni?
•
geni che codificano proteine capaci di degradare in modo selettivo tessuti indispensabili per la
produzione di polline vitale. In tabacco, mais e crucifere
•
geni che alterano il livello di metaboliti indispensabili per la produzione di polline vitale (aminoacidi,
zuccheri, acido jasmonico, biotina, auxine)
• 2 transgeni che, combinati nella stessa pianta, producono una tossina che provoca sterilità
Esempi di brevetti
- Patent # US6072102 (2000): Reversible nuclear genetic system for male sterility in transgenic plants
- Patent # US6172279 (2001): Plant gene construct encoding a proteine capable of disrupting the biogenesis of viable
pollen
- Patent # WO01/06845 (2001): A method for obtaining 100% male sterile plants to serve as the female parents in hybrid
seed production
Produzione di piante transgeniche maschiosterili
WT
Inbred maschiosterile
(BARNASE)
Ibrido F1 fertile
(BARNASE + BARSTAR)
M.S. citoplasmatica
 La più utilizzata per la produzione di ibridi F1
 La progenie è tutta sterile
 Necessario considerare:
1.
disponibilità di mutanti CMS
2.
disponibilità di geni nucleari ristoratori (se nell’ibrido F1 è il seme il
prodotto che interessa)
3.
assenza di associazione con caratteri indesiderati
Uso della CMS: i problemi
· Mancanza di linee r ist or at r ici
· Necessit à di due o più geni r ist or at or i
· Ef f et t o ambient ale sulla r ist or azione
· Associazione t r a CMS e car at t er i indesider at i
Riduz ione del cont enut o in clor of illa (cr ucif er e)
Malf or mazioni nel f ior e (cr ucif er e)
Suscet t ibilit à a pat ogeni (mais)