Crifò T., Puglisi L., Petrone G., Reforgiato Recupero G., Lo Piero A.R.
Gene 2011 May 1;476(1-2):1-9.
Analisi delle espressioni in risposta allo stress, dovuto a basse temperature, nelle arance rosse: l’implicazione della via biosintetica dei flavonoidi
La produttività e la distribuzione geografica delle più importanti varietà in commercio del genere Citrus sono fortemente influenzate dalle basse temperature.
Poiché l’ingegneria genetica ha dimostrato di essere un’alternativa favorevole alla produzione di germoplasma dotato di una migliore tolleranza al freddo, un ampio gruppo di geni regolati dal freddo è stato precedentemente identificato da diverse sottospecie del genere Citrus.
Sono invece disponibili poche informazioni sulla risposta allo stress termico delle varietà pigmentate di arancia dolce, informazioni che potrebbero fornire un importante contributo per poter meglio definire gli eventi che si verificano nel periodo di esposizione al freddo degli agrumi.
In questo lavoro, l’analisi del trascrittoma, basata sull’ibridazione sottrattiva, è stata effettuata al fine di verificare la complessiva induzione dell’espressione genica dopo l’esposizione di arance rosse (Tarocco Sciara) a basse temperature.
Il freddo induce l’espressione di diversi geni e ciò è stato convalidato tramite una real-time PCR. Complessivamente è stato osservato l’incremento delle trascrizioni coinvolte nei meccanismi di difesa contro il danno ossidativo, il processo di osmoregolazione, la desaturazione lipidica così come molti ESTs (expressed sequence tags) implicati nel metabolismo primario e secondario.
In particolare, i risultati mostrano che lo stress termico induce modifiche nel trascrittoma portando a un incremento della biosintesi di flavonoidi, incluse alcune reazioni coinvolte nella biosintesi delle antocianine, così come delle vie metaboliche che la alimentano.
Confrontando la risposta allo stress termico dell’arancia rossa con quella di altre specie, come il pompelmo, essa sembra essere simile a quella di specie adatte al freddo.
È interessante notare che, tra i geni codificanti le proteine regolatorie, ci sono diversi fattori trascrizionali identificati per la prima volta in piante esposte al freddo ed indicati come geni reattivi al freddo. Questo lavoro è utile per capire come lo sbalzo termico influenzi l’espressione genica di alcuni composti presenti nell’arancia rossa.
Abstract
Expression analysis in response to low temperature stress in blood oranges: Implication of the flavonoid biosynthetic pathway
The productivity and the geographical distribution of most commercially important Citrus varieties are markedly affected by environmental low temperatures.
As gene engineering has been shown to be a favourable alternative to produce germplasm with improved cold tolerance, a broad group of cold regulated genes have been previously identified from several Citrus spp.
By contrast, little information regarding the cold stress response of pigmented sweet orange varieties is available although they might provide a pivotal contribution to define the whole events occurring in cold exposed Citrus fruits.
In our work, the transcriptome analysis based on subtractive hybridisation was performed in order to emphasise the overall induction in gene expression after the exposure of blood oranges [(Citrus sinensis) L. Osbeck Tarocco Sciara] to low temperature.
The cold induction of several gene expressions was then validated by real-time RT-PCR. Overall, we observed the enhancement of transcripts involved in the defence mechanisms against oxidative damage, osmoregulating processes, lipid desaturation as well as many ESTs implicated in the primary and secondary metabolisms.
In particular, the results show that cold stress induces transcriptomic modifications directed towards the increase of flavonoid biosynthesis, including those reactions involved in anthocyanin biosynthesis, as well as of the metabolic pathways supplying it.
By comparing the blood orange response to cold stress with those of other plant sources, such as grapefruit, it seems to be similar to that of the chilling acclimated species.
Interestingly, among the genes encoding for the regulatory proteins, several transcription factors have been identified for the first time as cold responsive genes in plants, indicating novel investigation lanes which should receive special attention in the future.
Link all’articolo originale: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21349317/
