Le basi genetiche della deiscenza del baccello in Phaseolus vulgaris

Il presente elaborato intende investigare le basi genetiche della deiscenza del baccello in Phaseolus vulgaris. La riduzione o perdita della capacità di disperdere i semi rappresenta un evento cruciale della domesticazione del fagiolo e di molte altre specie ed identificarne le basi molecolari, fisiologiche e fenotipiche è di fondamentale importanza per rispondere a domande centrali sulla domesticazione e sull’ evoluzione delle specie. Il fagiolo comune (P. vulgaris) rappresenta una specie modello per lo studio della domesticazione, grazie alla presenza di almeno due eventi di domesticazione indipendenti che consentono di studiare la domesticazione in parallelo entro la stessa specie. A tal proposito, una delle domande centrali alle quali si intende dare una risposta nel presente elaborato è se la domesticazione parallela avvenuta in specie diverse per fenotipi simili (evoluzione fenotipica parallela) sia il risultato di eventi di mutazione e selezione in loci ortologhi (evoluzione molecolare parallela). Inoltre, in termini pratici, conoscere le basi genetiche della modulazione della deiscenza del baccello è di fondamentale importanza al fine di fornire strumenti utili nei programmi di miglioramento genetico. In fagiolo, le varietà cosiddette “dry bean”, per la produzione del seme, preservano infatti una quota residua di deiscenza che rappresenta un compromesso tra la necessità di ridurre le perdite di seme in campo e di poter recuperare facilmente il seme in post-raccolta, tramite la sgranatura dei baccelli. Al tempo stesso, nelle varietà da fagiolino “snap bean” la domesticazione ha fortemente ridotto il contenuto di fibre nei baccelli con la formazione di varietà completamente indeiscenti. La recente identificazione di una chiara correlazione tra adattamento ad ambienti aridi, nei quali vi è maggiore suscettibilità alla deiscenza, e fissazione di alleli di resistenza contro l’apertura dei baccelli in queste regioni, suggerisce che l’identificazione di marcatori molecolari e geni alla base di questo carattere sia fondamentale per poter ricostruire l’architettura fenotipica desiderata in nuove varietà, al fine di rispondere sia alle esigenze produttive che a quelle degli ambienti di coltivazione. Conoscere le basi molecolari di un carattere risulta inoltre particolarmente importante soprattutto quando si ricorre all’utilizzo di risorse genetiche per l’introduzione di nuova variabilità genetica e fenotipica nel miglioramento genetico, per le quali è tuttavia importante poter effettuare uno screening predittivo su caratteri di interesse ed evitare al tempo stesso di introdurre caratteri indesiderati nelle nuove varietà mentre si selezionano caratteri target. In considerazione dell’importanza che il miglioramento genetico delle leguminose dovrà rivestire sempre più in futuro, per il loro valore nutrizionale ed agronomico, ed in vista di un’agricoltura sostenibile e rispettosa delle esigenze nutrizionali e della crescente domanda di alimenti, il presente elaborato intende illustrare gli aspetti maggiormente rilevanti legati all’uso delle risorse genetiche nell’ambito del miglioramento genetico delle leguminose, fornendo al tempo stesso una revisione aggiornata delle recenti scoperte relative alle basi molecolari della deiscenza del baccello in fagiolo, come caso studio di un carattere di rilevante interesse.