ESEMPI DI TRASFERIMENTO DI GENI DA SPECIE SELVATICHE

TabaccoThaumatococcus danielli

DolcificanteThaumatine

Atropa belladonna

Hyosciamus niger

FarmaceuticiScopolamine

RapaJojobaLubrificantiWax esters

CanolaUmbellulariaDetergentiLauric acid

Trasferito inFonteUsoCarattere

Risorse genetiche e biotecnologie

CARATTERE GENI MAPPATI(N°)

SPECIE SELVATICA

GENI DI RESISTENZAVirusPVX 3 acl, adg, phuPVY 2 adg, stoPVA 1 adgNematodiGlobodera rostochiensis 7 adg, spg, verGlobodera pallida 4 spg, verMelodoigyne chitwodii 1 blbBatteriErwinia carotovora 13 chc, yunFunghiPhytophthora infestans 8 ber, blb, dem, pinInsettiLeptinotarsa decemlineata 10 ber

1 acl= S. acaule; adg= S. andigena; ber= S. berthaultii; blb= S. bulbocastanum; chc= S. chacoense; dem= S. demissum;

phu= S. phureja; pin= S. pinnatosectum; spg= S. spegazzinii; sto= S. stoloniferum; ver= S. vernei.

Geni per la resistenza presenti in specie selvatiche del genere Solanum e mappati sulla mappa RFLP (da Carputo et al 2002)

MIGLIORAMENTO GENETICO TRADIZIONALE

Specie selvatica Varietà commerciale Nuova varietà

gene di interesse trasferiti molti geni

TRASFORMAZIONE GENETICA

x =

Specie selvatica Varietà commerciale Nuova varietà

gene di interesse trasferito solo il gene di interesse

+ =

Risorse Genetiche e Biotecnologie

Approcci molecolari

TrascrittomicaGenomica Proteomica Metabolomica

Sviluppo di marcatori per la caratterizzazione genetico-

molecolare

1 2 3 2 2 3 2 3 2 3 3 3 2 3 3 2 2 3 2 3 2 21 2 3 2 2 3 2 3 2 3 3 3 2 3 3 2 2 3 2 3 2 2

1 1 Salvia officinalis; Salvia officinalis; 2 2 HipericumHipericum; 3 ; 3 A. belladonnaA. belladonna

Isolamento e studio della funzione dei geni chiave

Geni

da altre piante

dalla stessa pianta

aumentare diminuire

espressione di un gene

Trasformazione genetica per approcci d’ingegneria metabolica

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Esempi di piante transgeniche in commercio

CARATTERE GENE UTILIZZATO SPECIE EFFETTO GENE INSERITO

Resistenza ad insetti Cry e Bt (Bacillus thuringensis) cotone mais

Proteine tossiche per gli insetti

Tolleranza ad erbicidi EPSPS (pianta) soia mais

Insensibilità all’erbicida glifosato

PAT (batter io) soia cotone mais

Insensibilità all’erbicida gufosinate ammonio

BXN(batterio cotone Resistenza all’erbicida bromoxynil Bar (batterio) soia

cotone Insensibilità all’erbicida gufosinate ammonio e

fosfinotricina Resistenza a virus CP (virus) patata Resistenza al virus Y della patata RNA antisenso zucca Interferenza con la replicazione del virus Fny (replicasi mutata del virus CMV) zucca Maschiosterilità Barnase (batterio) mais Maschiosterile e resistente ad erbicidi Barnase/Barstar (batterio) mais

colza radicchio

Distruzione cellule del tappeto dell’antera e ristorazione maschiosterilità

Colore del fiore ACC sintasi antisenso (pianta) garofano Blocco della sintesi dell’etilene DF reduttasi antisenso (pianta) garofano Blocco della sintesi degli antociani Contenuto di nicotina nicotinate-nucleotide

pyrophosphorylase antisenso (Nicotiana tabacum)

tabacco Riduzione del contenuto di nicotina

Contenuto di acidi grassi

D 12 soia colza

Aumento del contenuto di acido oleico

Produzione di vaccini emoagglutinina-neuroaminidasi

(Newcastle disease virus) tabacco Vaccino contro il virus dei polli

ESEMPI DI GENI VEGETALI ESPRESSI IN PIANTE TRANSGENICHE

Ge ne Iso lato da Trasfe rito a Effet to

Seed a lbumin (AmA1 ) Amaranto (Amar anthus hypochon driacus

Patata (Solanum t ubero sum )

Migliora mento de l va lore nutr iziona le

Dehydrat ion resp ons ive e lement bind ing factor 1 (CBF1 )

Arab idops is thaliana Po modoro (Solanum lyco pers icum)

To lleran za a freddo e stress oss idat ivi

Stero l methy ltransf erase (GmSMT1 ) So ia Glyc ine ma x Patata (Solanum t ubero sum )

Riduz ione di co les tero lo e glicoa lca loidi

Homogent is ic ac id ge rany lge rany l transf erase (HGGT )

Orzo ( Hordeu m vulga re ) Mais (Zea may s) Aumento de l conten uto di ant ioss idant i

Hydro xycinna moyl tran sferas e (HQT) Po modoro (Solanu m lycopers icum)

Po modoro (Solanum lyco pers icum)

Aumento di ac ido clorogen ico

Mitogen -act ivated pro te in kinase kinase kinase ( PK1 )

Tabacco (Nicot iana tabacu m)

Mais (Zea may s) To lleran za a l freddo

Vacuo lar H+-pyrophosph atase (AVP1 ) Arab idops is thaliana Po modoro (Solanum lyco pers icum)

To lleran za a lla s icc ità

CBF/DREB1 -like transcr iption factors (BNCBF5 and 17)

Brass ica spp. Colza (Brass ica napus )

To lleran za a l freddo ed au mento de ll’efficienza fotos intet ica

Vacuo lar sod ium/proton antipor ter (AtNHX1)

Arab idops is thaliana Cotone (Gossyp ium spp.)

To lleran za a l sa le e migliora mento qua li-quantitat ivo de lle fibre

Stress resp ons ive ge ne (SNAC) Riso (Oryza sativa ) Riso (Oryza sativa ) To lleran za a lla s icc ità e a l sa le