Studiosi di botanica scoprono il rumore genetico che alimenta il vigore ibrido
Alcuni ricercatori del John Innes Centre nel Regno Unito hanno scoperto che un certo grado di variazione nell'attività dei geni dà agli ibridi delle piante la spinta di cui hanno bisogno per diventare più vigorose. Questo lavoro di ricerca, in parte finanziato da una borsa Marie Curie per la formazione iniziale, fa luce sul mistero del perché il più delle volte gli ibridi prendono il posto dei loro genitori. I risultati dello studio sono stati pubblicati di recente sulla rivista Public Library of Science (PLoS). Uno degli interrogativi cui gli studiosi di botanica non riescono a dare una risposta è il perché le specie ibride presentano due caratteristiche opposte. Mentre gli ibridi sono in genere più robusti dei loro genitori - circostanza che gli scienziati chiamano "vigore ibrido" o "superiorità dell'ibrido" - alcuni sono meno robusti e fertili dei loro genitori, un fenomeno detto "inferiorità dell'ibrido". Nel corso degli anni, gli scienziati hanno proposto le loro idee sul perché esistano queste due caratteristiche opposte. In questo recente studio, i ricercatori hanno studiato come la variazione influenzi l'espressione genetica in due specie di bocca di leone. Hanno scoperto una specie di "rumore" genetico che è provocato da un grado di variazione dell'attività genetica. Una parte della variazione dell'attività genetica viene eliminata quando si verifica l'ibridazione delle specie, che a sua volta ha come risultato un maggior vigore. "Il nostro è il primo studio ad analizzare le conseguenze della variazione dell'espressione genetica su tratti conservati in specie strettamente imparentate," ha spiegato il co-autore dello studio, il professor Enrico Coen del John Innes Centre. I membri del team hanno spiegato di essere riusciti a mostrare che l'attività di specifici geni "può variare liberamente durante l'evoluzione all'interno di particolari limiti misurando tale variazione e i suoi effetti sul fenotipo", e hanno aggiunto che, "sebbene tale variazione abbia uno scarso effetto fenotipico quando si considera ogni loco individualmente, l'effetto complessivo della variazione tra i vari geni potrebbe diventare molto significativo". Dimostrando come questi effetti potrebbero potenzialmente provocare sia la superiorità che l'inferiorità dell'ibrido, gli scienziati forniscono effettivamente informazioni nuove sulle prestazioni dell'ibrido. Guidati dal professor Coen, i ricercatori hanno valutato il tratto che causa l'asimmetria in due specie di bocca di leone strettamente imparentate. Misurando l'attività di due geni fondamentali insieme alla loro influenza sull'asimmetria dei fiori, il team ha determinato che mentre la variazione ("rumore") ha un effetto minimo su una specie per un singolo gene, l'effetto complessivo per diversi geni potrebbe essere vasto, riducendo così le prestazioni in generale. Secondo loro, mentre la selezione naturale potrebbe non riuscire a eliminare il rumore identificato, l'ibridazione potrebbe rivelarsi efficace nel bloccare in una certa misura il rumore. Gli ibridi mostrano potenzialmente prestazioni migliorate in tratti basilari tra cui la crescita, ma nel lungo termine mostrano anche prestazioni più scarse in altri tratti come riproduzione sessuale. "I livelli di espressione genetica sono liberi di variare durante l'evoluzione all'interno di limiti particolari," ha sottolineato il professor Coen. "Ma gli effetti complessivi della variazione spiegano i fenomeni conflittuali della superiorità e dell'inferiorità dell'ibrido." Sia le specie naturali che le varietà domesticate sono coperte dalle scoperte del vigore ibrido dei ricercatori. "Gli allevatori sanno già che non c'è un gene magico del vigore ibrido, altrimenti lo avrebbero già usato," ha detto il professor Coen. "Il nostro studio mostra come e perché l'ibridazione può avere un impatto tanto forte sulle prestazioni."
Paesi
Regno Unito