IBBA - PFG La qualità del legno è un tratto molto importante nelle specie arboree in quanto i fusti delle piante vengono utilizzati sia per l’utilizzo del legno per sé che per la produzione di carta (il cui punto critico è la separazione tra lignina e cellulosa) La produzione del legno dipende dall’attività delle cellule del cambio: il cambio vascolare si sviluppa in cellule dello xilema attraverso processi di divisione, espansione, formazione della parete secondaria, lignificazione e, infine, morte cellulare programmata Finora il controllo della produzione mediante l’ingegneria genetica ha coinvolto la manipolazione di singoli geni della biosintesi della lignina Formazione del legno e importanza economica

Shoot apical meristem StemFloral meristem Lincoln et al. Plant cell 1994 IBBA - PFG Knat1 non viene espresso soltanto nel meristema centrale ma anche nella rib zone e nelle cellule cambiali dei fasci vascolari al di sotto del meristema apicale

Mele G. et al., Genes and Development (2003) E’ stato dimostrato che l’espressione di numerosi geni della biosintesi della lignina è alterata nel mutante bp/knat1 in cui si osserva un accumulo precoce di lignina IBBA - PFG

POSSIBILE UTILIZZO BIOTECNOLOGICO DI KNAT1 - modificazione della morfologia fogliare - ritardo dei meccanismi di senescenza fogliare - modulazione del contenuto di lignina La possibilità di utilizzare un gene regolatore che controlli il metabolismo della lignina a monte del pathway è una scoperta estremamente importante per il miglioramento genetico di questo tratto

IL CAMBIAMENTO DI FASE (PHASE CHANGE) IBBA - PFG

La durata della fase vegetativa e il passaggio alla fase riproduttiva (tempo di fioritura) è un carattere agronomico di grande importanza, influenza infatti: la quantità di massa fogliare prodotta il tempo di ottenimento di fiori, frutti e semi Questo può avere un impatto notevole sulla produzione (es. per i foraggi e l’insalata è auspicabile una lunga fase vegetativa, per le piante ornamentali e per la produzione di semi può essere vantaggiosa una rapida fioritura, etc) Un impatto molto grande è quello su specie arboree la cui prima fioritura avviene spesso solo dopo molti anni IL CAMBIAMENTO DI FASE (PHASE CHANGE)

“Silencing” post-embrionale del gene STM Il silenziamento del gene STM mediante iRNA provoca un allungamento della fase vegetativa in Arabidopsis con aumento del numero degli organi fogliari e difficoltà nel passaggio alla fase riproduttiva Wild-typeiRNA-STM Fase vegetativa Wild-typeiRNA-STM Fase riproduttiva IBBA - PFG

MIR gene NUCLEUS CYTOPLASM Cosa è un microRNA (miRNA)? Un microRNA è un piccolo RNA di dimensioni da 21 a 24 nucleotidi che è il prodotto finale di un gene non-codificante, e che modula l’espressione genica in piante e in animali pri-miRNA Cap a miRNA duplex Rnase III DCL1 pre-miRNA Rnase III DCL1 RNA pol II transcription and splicing CH 3 Methylated miRNA duplex Export to cytoplasm