Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

Proteggere la frutta dal fitoplasma

I fitoplasmi sono dei patogeni batterici intracellulari altamente specializzati che vengono trasmessi dagli insetti quando si nutrono della linfa delle piante. Il patogeno infetta molte colture importanti, riducendo sia la qualità che la quantità dei raccolti di frutta ostacolando la fioritura e la fruttificazione dei frutteti infettati.
Proteggere la frutta dal fitoplasma
Anche se il fitoplasma ha causato danni significativi ai vigneti e ai meleti in Europa, gli scienziati avevano una comprensione limitata di come esso interagisce con il suo ospite. Di conseguenza, è stato avviato il progetto AY-WB EFFECTORS ("A characterisation of the effectors of a plant pathogen") per studiare i meccanismi mediante cui il fitoplasma infetta le piante e causa la malattia. L'ipotesi di fondo proposta da AY-WB EFFECTORS era che il fitoplasma usa un effettore, o proteina di virulenza, che cambia in modo attivo lo sviluppo delle piante infettate.

I ricercatori hanno testato la loro teoria studiando in che modo i geni effettori erano regolati e caratterizzando possibili effettori del fitoplasma per scoprire se queste proteine sono in grado di modificare il fenotipo della pianta. Si prevedeva che il genoma del fitoplasma Aster Yellows ceppo Witches Broom (AY-WB) codificasse 56 geni effettori. Allo scopo di studiare la regolazione di questi geni, gli scienziati hanno determinato i loro livelli di espressione in AY-WB che colpiscono sia insetti che piante. I ricercatori hanno selezionato sei effettori AY-WB candidati per determinare se queste proteine possedevano la capacità di modificare lo sviluppo della pianta.

Gli scienziati hanno scoperto che l'espressione dell'effettore SAP54 nella pianta modello Arabidopsis induceva la crescita di fiori simili a foglie con petali verdi, un processo conosciuto come fillodia, per assomigliare maggiormente ai fiori provenienti da piante infettate dal fitoplasma. Il consorzio ha caratterizzato ulteriormente SAP54 usando un sistema a doppio ibrido di lievito in rapporto a una libreria di Arabidopsis per identificare proteine vegetali che sono riconosciute e legate dall'effettore batterico. Questa tecnica era stata usata con successo nello studio di un altro effettore proteico, SAP11.

I risultati hanno mostrato che SAP54 interagisce con la famiglia genica del dominio MADS, che gioca un ruolo chiave nella regolazione della tempistica della fioritura e della crescita di sepali e petali. L'analisi è stata ampliata per includere tutte le 106 proteine dominio MADS codificate nel genoma dell'Arabidopsis.

I partner del progetto hanno ipotizzato che l'interazione tra SAP54 e proteine del dominio MADS fosse collegata alla fillodia in piante infettate dal fitoplasma. Essi hanno osservato che SAP54 induce la degradazione delle proteine del dominio MADS quando sono espresse nelle piante. Inoltre, questa degradazione coinvolgeva il sistema ubiquitina-26S proteasoma dell'ospite. Il sistema a doppio ibrido di lievito ha rivelato che SAP54 interagisce con le proteine RAD23C e RAD23D dell'Arabidopsis.

Il lavoro di AY-WB EFFECTORS porterà benefici agli agricoltori in tutta Europa e nel resto del mondo mediante lo sviluppo di colture resistenti al fitoplasma, contribuendo in tal modo alla sicurezza alimentare globale.

Informazioni correlate