PARTE SPECIALE 1 - AMPLIAMENTO DELLA VARIABILITA’ GENETICA PROGRAMMA PARTE SPECIALE 1 - AMPLIAMENTO DELLA VARIABILITA’ GENETICA Risorse genetiche ed ibridazione sessuale Ibridazione somatica Mutagenesi e variabilità somaclonale Poliploidizzazione Aploidizzazione Trasformazione genetica

Mutagenesi e variabilità somaclonale Le mutazioni indotte e gli agenti mutageni La variabilità somaclonale Base genetica della variabilità somaclonale Potenzialità d’uso della variabilità somaclonale Metodi di selezione dei somacloni Problematiche

Agenti mutageni Agenti mutageni fisici e chimici (es. 5-bromouracile, raggi UV, raggi X, raggi g) Possono indurre rotture dei cromosomi, riarrangiamenti cromosomici e danni al DNA (es. mutazioni puntiformi )

Le mutazioni geniche Le mutazioni geniche

Le mutazioni cromosomiche

Le mutazioni genomiche 2n=2x 2n=x 2n=3x 2n=4x

Mutagenesi L’effetto mutageno delle radiazioni e degli agenti chimici sulle piante è noto a partire dagli anni ‘20 Le mutazioni hanno effetto casuale

Mutagenesi Agisce sui geni già presenti Non è mirata Le mutazioni possono essere “riparate” prima di essere espresse a livello fenotipico Ci possono essere effetti indesiderati

Organi trattati Semi Polline Organi di propagazione

Trattamento ai semi

Variabilità somaclonale Variabilità indotta dalle colture in vitro attraverso mutazioni nelle cellule che daranno origine, per differenziamento, a nuove gemme

Generalità Le variazioni sono dovute prevalentemente a cambiamenti nella struttura e nel numero di cromosomi Ogni coltura in vitro di cellule /tessuti vegetali costituisce un potenziale trattamento mutageno La frequenza di mutazioni indotte è funzione diretta del tempo di coltura in vitro

Base genetica poliploidizzazione riarrangiamenti cromosomici, trasposoni riarrangiamenti DNA citoplasmatico cambiamenti epigenetici mutazioni puntiformi crossing over somatici e scambio tra cromatidi

Fattori determinanti genotipo tipo di espianto durata della coltura in vitro substrato condizioni colturali

Potenzialità Selezione di mutanti iperproducenti composti di interesse industriale Selezione di mutanti resistenti a composti chimici (alluminio, NaCl) Selezione di mutanti resistenti a stress biotici o abiotici (funghi, siccità, insetti)

Selezione Parametri fenotipici (altezza pianta, resistenza a stress) Parametri biochimici (analisi delle proteine, formazione di metaboliti secondari) Parametri genetici (analisi citologiche, analisi con marcatori molecolari, grado di metilazione DNA)

Problemi Dipendenza dal genotipo Variazioni instabili e non ereditabili I caratteri di interesse possono non modificare Molti cambiamenti sono indesiderati Incontrollabile e non prevedibile