Decodificato il genoma della fragola di bosco

La notizia avrebbe avuto sicuramente un impatto maggiore se si fosse trattato della fragola coltivata, quella che tutti conosciamo e apprezziamo. Purtroppo, il caso vuole che questa pianta dal frutto delizioso abbia un genoma estremamente complesso: si tratta infatti di un organismo ottaploide, che possiede cioè 8 copie per ognuno dei suoi cromosomi. E’ stato molto più semplice, e ad ogni modo utile, sequenziare il genoma della Fragaria vesca, cioè la fragola selvatica o fragolina di bosco. Il suo genoma è molto più semplice: è una specie diploide (come l’uomo) che ha soltanto 14 (7×2) cromosomi. Il codice genetico di questa pianta è inoltre di piccole dimensioni, appena 206 milioni di paia di basi: nella classifica dei genomi più piccoli è al secondo posto dietro la specie modello Arabidopsis thaliana (157 milioni di paia di basi).

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Tra i 71 autori del lavoro appena pubblicato su Nature Genetics ci sono anche tre ricercatori dell’Istituto Agrario di San Michele all’Adige, che conquista nuovamente le pagine della prestigiosa rivista dopo averci pubblicato pochi mesi fa il genoma del melo. Il genoma della fragola di bosco è stato sequenziato con tecnologie di seconda generazione, utilizzando un mix di Illumina, 454 e SOLiD: è un fatto importante che va sottolineato, perché queste tecniche producono frammenti di sequenza molto corti, e quindi più complessi da assemblare rispetto ai metodi di sequenziamento di prima generazione come il Sanger. Ad ogni modo, teniamo sempre presente che il genoma della fragola di bosco possiede l’indiscutibile vantaggio di essere estremamente piccolo, una caratteristica molto apprezzata dai bioinformatici che hanno messo insieme tutti i pezzi del puzzle: molte piante importanti per l’agricoltura, purtroppo, hanno genomi enormi e infinitamente più complessi.

Dalle analisi bioinformatiche, risulta che la fragola di bosco possiede quasi 35000 geni, un po’ meno del riso (40mila) ma più del mais (32mila). Sono stati identificati geni legati al sapore, al valore nutrizionale e al tempo di fioritura: saranno utili per i programmi di miglioramento genetico, magari applicati alla fragola coltivata. La fragola di bosco appartiene alle Rosaceae, una famiglia che comprende anche alberi da frutto economicamente molto importanti come il melo e il pesco. I ricercatori sono fiduciosi che studi di genomica comparativa tra queste piante permetteranno di scoprire informazioni utili per il miglioramento dell’intera famiglia, attraverso l’individuazione di geni importanti anche per quelle specie con un genoma più complicato da analizzare.


Shulaev, V., Sargent, D., Crowhurst, R., Mockler, T., Folkerts, O., Delcher, A., Jaiswal, P., Mockaitis, K., Liston, A., Mane, S., Burns, P., Davis, T., Slovin, J., Bassil, N., Hellens, R., Evans, C., Harkins, T., Kodira, C., Desany, B., Crasta, O., Jensen, R., Allan, A., Michael, T., Setubal, J., Celton, J., Rees, D., Williams, K., Holt, S., Rojas, J., Chatterjee, M., Liu, B., Silva, H., Meisel, L., Adato, A., Filichkin, S., Troggio, M., Viola, R., Ashman, T., Wang, H., Dharmawardhana, P., Elser, J., Raja, R., Priest, H., Bryant, D., Fox, S., Givan, S., Wilhelm, L., Naithani, S., Christoffels, A., Salama, D., Carter, J., Girona, E., Zdepski, A., Wang, W., Kerstetter, R., Schwab, W., Korban, S., Davik, J., Monfort, A., Denoyes-Rothan, B., Arus, P., Mittler, R., Flinn, B., Aharoni, A., Bennetzen, J., Salzberg, S., Dickerman, A., Velasco, R., Borodovsky, M., Veilleux, R., & Folta, K. (2010). The genome of woodland strawberry (Fragaria vesca) Nature Genetics DOI: 10.1038/ng.740

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Melo da record: mai visti tanti geni in un genoma solo!

Ieri ho avuto il piacere di seguire un seminario del prof. Riccardo Velasco, ricercatore presso l’Istituto Agrario di San Michele all’Adige. L’argomento era il genoma del melo Malus domestica, sequenziato da un consorzio internazionale di cui l’istituto trentino ha fatto parte. Il genome paper, come si dice in questi casi, è stato pubblicato alla fine dell’estate, e si è persino meritato la copertina del numero di Ottobre di Nature Genetics.

Cosa abbia di speciale il genoma del melo è presto detto: questa specie ha la bellezza di 57mila geni. Si tratta di un numero estremamente elevato, quasi certamente il più alto in assoluto tra tutti i genomi finora sequenziati. Per arrivare a questa cifra impressionante sono stati utilizzati sei predittori diversi, cioè sei programmi che, sulla base della sequenza genomica, individuano i punti dove potrebbero trovarsi i geni. Il dato è ancora più sorprendente se si considera che, in realtà, si tratta di una predizione molto stringente e quindi la più sicura possibile: se fossero state presi come buoni anche i geni più incerti, sarebbe stata agevolmente sfondata quota 60mila.

Ma perché il melo ha tutti questi geni? Una possibile spiegazione potrebbe essere il grande evento di duplicazione avvenuto 50 milioni di anni fa, in cui l’intero genoma del progenitore del melo subì un gigantesco “copia e incolla”. Da allora sono avvenuti un sacco di riarrangiamenti cromosomici: spostamenti di pezzi di cromosomi, cromosomi interi che si sono fusi tra loro, blocchi di DNA eliminati. Questa pianta ne ha viste veramente di tutti i colori. Gli autori riescono anche a ipotizzare un modello che spiega che fine hanno fatto i 9 cromosomi originari, e quali assurde peripezie hanno subito negli ultimi milioni di anni, per arrivare a diventare i 17 cromosomi del melo attuale.

Grazie alla suddetta duplicazione genomica, il melo può ora vantare il record della specie vegetale con più geni (probabilmente detiene anche il record assoluto rispetto a tutti gli organismi sequenziati, ma siccome i dati che ho trovato sono discordanti non azzarderei un’affermazione del genere): tanto per dare qualche numero, il pioppo e la soia ne hanno 46mila, il riso 40mila e il mais 32mila. Sono molto curioso di sapere quanti ne rivelerà il gigantesco genoma del frumento, quando il suo sequenziamento sarà davvero completato: con i suoi 16 miliardi di paia di basi ha tutte le carte in regola per fare impallidire anche il nostro Malus domestica.

Velasco R et al “The genome of the domesticated apple (Malus × domestica Borkh.)”, Nature Genetics 2010, 42, 833 – 839

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