PROGETTO FINALIZZATO: "Prodotti e tecnologie innovative su piante ornamentali con paticolare riguardo alle aree del meridione"

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1 PROGETTO FINALIZZATO: "Prodotti e tecnologie innovative su piante ornamentali con paticolare riguardo alle aree del meridione" SOTTOPROGETTO: "Germoplasma" TITOLO DELLA RICERCA: "Miglioramento genetico del Limonium e caratterizzazione molecolare delle nuove cultivar ottenute" U.O.: Istituto Sperimentale per la Floricoltura Sezione Operativa Centrale di Miglioramento Genetico RESPONSABILE: Dr. Antonio Mercuri

2 SCOPI DELLA RICERCA 1. Ottenimento di nuove varietà mediante incroci interspecifici e selezione nelle popolazioni da seme. 2. Caratterizzazione molecolare di cultivar, ibridi e specie botaniche. 3. Ottenimento mediante trasformazione genetica di architetture fiorali adatte all impiego come stelo reciso o pianta da vaso (rami fioriti con infiorescenze più compatte, fiori più numerosi).

3 NUOVE VARIETA Ibrido ELIBLU: L. latifolium x L. gmelinii Ibrido ELIEMI: : L. latifolium x L. caspia Ibrido ELIGIL: L. latifolium x L. caspia

4 NUOVE VARIETA VALRED: selezione da L. purpuratum Ibrido JOLA: Blue Rock x L. gmelinii SOI 50: : selezione da L. tataricum

5 NUOVE VARIETA SILVIA: selezione da L. serotinum Ibrido LADY JANE: Limonium bonduelli x Limonium sinuatum Pink Fire: : selezione da L. tataricum

6 CARATTERIZZAZIONE MOLECOLARE In Limonium l'ottenimento di ibridi interspecifici è problematico per due serie di fattori: a) i fiori sono molto piccoli e ciò rende non facili le operazioni di emasculazione, di prelievo del polline e di impollinazione; b) la notevole scalarità nell'apertura dei fiori posti sullo stesso ramo dell'infiorescenza e le antere che deiscono subito dopo la apertura del fiore aumentano enormemente la possibilità di autofecondazioni indesiderate. Due sono stati quindi gli obiettivi che ci si è proposti in questo lavoro mediante l'utilizzo dell'analisi RAPD: 1) verifica precoce della natura ibrida in progenie derivanti dai nostri incroci interspecifici; 2) caratterizzazione molecolare di varietà commerciali volta ad una verifica preliminare della classificazione del materiale in nostro possesso, confrontata con i dati di pedigree dichiarati dai costitutori, quando reperibili.

7 PROFILI RAPD s E DENDROGRAMMA

8 Trasformazione genetica mediata da Agrobacterium di Limonium Inserimento di geni rolabc di A. rhizogenes Prove preliminari in vitro su diversi genotipi volte a valutare la capacità rigenerativa su diversi mezzi di coltura Espianti fogliari di 0.5 cm2 inoculati sotto vuoto per 20' con sospensione batterica (O.D. = 0.8) cresciuta overnight Co-coltivazione per 4gg a 22 C ed al buio Mezzo di coltura più idoneo Rigenerazione degli espianti su terreno di coltura selettivo contenente kanamicina Limonium L116 ( Limonium gmelinii L116 (ibrido ibrido di L. latifolium x L. caspia) Escissione dei germogli putativamente trasformati e loro micropropagazione sempre in presenza di kanamicina Mantenimento in vitro dei cloni trasformati Radicazione in vitro Acclimatamento sotto spruzzatura per 15 gg. Coltivazione in serra Protocollo sperimentale Estrazione di DNA genomico Valutazione agronomica del materiale trasformato Analisi Molecolari PCR per rol ABC Southern Blotting

9 Una notevole variabilità fenotipica è stata riscontrata tra i diversi cloni transgenici di L116 e L. gmelinii. Apparato radicale

10 Apparato fogliare

11 A livello estetico le modificazioni più importanti sono quelle operate dai geni rol sull infiorescenza. Per tale motivo i cloni che mostravano i tratti ornamentali più interessanti sono stati selezionati e valutati. In accordo con il loro fenotipo essi sono stati classificati come: tipi super-compatti tipi compatti tipi semi-compatti

12 Limonium L116 (ibrido di L. latifolium x L. caspia) Tipo Super-compatto Tipo Semi-compatto Pianta non trasformata Tipo Compatto

13 Limonium gmelinii Tipo Super-compatto Pianta non trasformata Tipo Compatto Tipo Semi-compatto

14 Sono stati messi a punto i protocolli di rigenerazione e trasformazione genetica e sono state ottenute piante di Limonium che presentano fenotipi favorevolmente modificati in seguito alla introduzione dei geni rol. Per quanto ci è noto, è la prima volta che si ottiene questo tipo di risultato in Limonium. L'ottimo tasso di moltiplicazione in vitro e l'estrema facilità di adattamento ex-vitro, costituiscono ulteriori importanti ed interessanti caratteristiche dei genotipi trasformati. Dal momento che questi genotipi sono propagati in vitro è necessario avere una prova definitiva della loro stabilità genetica mediante cicli ripetuti di micropropagazione e coltivazione prima di una eventuale utilizzazione per la produzione commerciale.