Negli ultimi anni si è assistito a un costante ampiamento del mercato delle "puntarelle" - le punte degli steli delle infiorescenze di cicoria (Cichorium intybus L., gruppo Catalogna) - che da tipico prodotto locale della tradizione pugliese e laziale, stanno approdando su mercati sempre più ampi per essere venduti come prodotti d'élite per il consumo fresco o lavorato (III, IV e V gamma). Nello specifico, le aree pugliesi di Molfetta e Galatina rappresentano importanti bacini di biodiversità per le "puntarelle" e da cui gli agricoltori locali hanno attinto per la selezione e il mantenimento degli ecotipi 'Molfettese' (Mol) e 'Galatina' (Gal). Al fine di caratterizzare la biodiversità delle "puntarelle", sono state eseguite analisi a livello fenotipico (descrittori morfologici e di amarezza/dolcezza), nutraceutico (proprietà e composti antiossidanti), metabolico (oltre 30 composti idrosolubili che includono: nitrati, amminoacidi, carboidrati ecc.) e genico (variazione trascrittomica e polimorfismo allelico). L'insieme integrato dei dati è stato utile per la valorizzazione e la tracciabilità del prodotto e, in prospettiva, per il miglioramento genico assistito, e ha fornito informazioni sulle prestazioni delle coltivazioni in- ed ex-situ in pieno campo. Utilizzando l'approccio "dal metabolita al gene" (bottom-up), sono state investigate le reti molecolari che sottendono le vie metaboliche di alcuni tratti d'interesse. Per quanto riguarda il gusto, il tipo e i livelli dei sesquiterpeni lattoni (STL) e il contenuto totale dei carboidrati risultavano rispettivamente più alti e più bassi in Mol rispetto a Gal, coerentemente con i punteggi di amarezza e dolcezza, e i test gustativi. L'assemblaggio del trascrittoma di Gal e le analisi comparative dell'espressione genica (Mol vs Gal) hanno identificato 1640 geni differentemente espressi (DEGs) che mantenevano il profilo indipendentemente dal sito di coltivazione. Le analisi delle vie metaboliche classificate secondo KEGG hanno rivelato l'arricchimento di DEGs all'interno dei pathway degli STL e del catabolismo del saccarosio. Le analisi di correlazione tra le variazioni delle abbondanze dei metaboliti, e dei livelli di espressione dei geni della biosintesi e dei fattori trascrizionali hanno rivelato diversi network genici in grado di regolare il contenuto di zuccheri e STL. Queste reti risultavano scarsamente influenzate dall'ambiente ed erano accompagnate da marcatori dei polimorfismi, che rappresentano una ricchezza per studi biologici e di miglioramento varietale. Inoltre, l'alto contenuto di fucosterolo bioattivo e benefico nelle "puntarelle" ha stimolato l'investigazione del pathway dei fitosteroli e, in fine, è stato approcciato lo studio sull'uso dei polimorfismi del DNA dei cloroplasti finalizzato al fingerprinting degli ecotipi.
Valorizzazione e tracciabilità della biodiversità di "puntarelle" (Cichorium intybus, gruppo Catalogna) mediante approcci omici integrati
Testone G;Mele G;D'Acunzo F;Sobolev A;Gonnella M;Renna M;Longo V;Giannino D
2021
Abstract
Negli ultimi anni si è assistito a un costante ampiamento del mercato delle "puntarelle" - le punte degli steli delle infiorescenze di cicoria (Cichorium intybus L., gruppo Catalogna) - che da tipico prodotto locale della tradizione pugliese e laziale, stanno approdando su mercati sempre più ampi per essere venduti come prodotti d'élite per il consumo fresco o lavorato (III, IV e V gamma). Nello specifico, le aree pugliesi di Molfetta e Galatina rappresentano importanti bacini di biodiversità per le "puntarelle" e da cui gli agricoltori locali hanno attinto per la selezione e il mantenimento degli ecotipi 'Molfettese' (Mol) e 'Galatina' (Gal). Al fine di caratterizzare la biodiversità delle "puntarelle", sono state eseguite analisi a livello fenotipico (descrittori morfologici e di amarezza/dolcezza), nutraceutico (proprietà e composti antiossidanti), metabolico (oltre 30 composti idrosolubili che includono: nitrati, amminoacidi, carboidrati ecc.) e genico (variazione trascrittomica e polimorfismo allelico). L'insieme integrato dei dati è stato utile per la valorizzazione e la tracciabilità del prodotto e, in prospettiva, per il miglioramento genico assistito, e ha fornito informazioni sulle prestazioni delle coltivazioni in- ed ex-situ in pieno campo. Utilizzando l'approccio "dal metabolita al gene" (bottom-up), sono state investigate le reti molecolari che sottendono le vie metaboliche di alcuni tratti d'interesse. Per quanto riguarda il gusto, il tipo e i livelli dei sesquiterpeni lattoni (STL) e il contenuto totale dei carboidrati risultavano rispettivamente più alti e più bassi in Mol rispetto a Gal, coerentemente con i punteggi di amarezza e dolcezza, e i test gustativi. L'assemblaggio del trascrittoma di Gal e le analisi comparative dell'espressione genica (Mol vs Gal) hanno identificato 1640 geni differentemente espressi (DEGs) che mantenevano il profilo indipendentemente dal sito di coltivazione. Le analisi delle vie metaboliche classificate secondo KEGG hanno rivelato l'arricchimento di DEGs all'interno dei pathway degli STL e del catabolismo del saccarosio. Le analisi di correlazione tra le variazioni delle abbondanze dei metaboliti, e dei livelli di espressione dei geni della biosintesi e dei fattori trascrizionali hanno rivelato diversi network genici in grado di regolare il contenuto di zuccheri e STL. Queste reti risultavano scarsamente influenzate dall'ambiente ed erano accompagnate da marcatori dei polimorfismi, che rappresentano una ricchezza per studi biologici e di miglioramento varietale. Inoltre, l'alto contenuto di fucosterolo bioattivo e benefico nelle "puntarelle" ha stimolato l'investigazione del pathway dei fitosteroli e, in fine, è stato approcciato lo studio sull'uso dei polimorfismi del DNA dei cloroplasti finalizzato al fingerprinting degli ecotipi.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
