Autochton landraces characterization: proteomic and genomic approach

I risultati riportati nella tesi riguardano lo studio di caratterizzazione di due ecotipi autoctoni molisani di lenticchia (Lens culinaris M.) e l'utilizzo di un nuovo approccio per la genotipizzazione delle varietà locali. In particolare il lavoro si è concentrato su tre argomenti principali: 1) l'uso della proteomica per studiare la variabilità genetica esistente tra diverse popolazioni di lenticchia, 2) la risposta di varietà autoctone di lenticchia allo stress salino e 3) l'uso del loop-mediated isothermal DNA amplification (LAMP) per l'amplificazione dei microsatelliti (SSR). Per raggiungere il primo obiettivo, lo studio si è concentrato sull'analisi proteomica del seme maturo di lenticchia. L'utilizzo dell'elettroforesi bidimensionale ha permesso l'individuazione di 135 spot ben risolti, che rappresentano la prima mappa del proteoma del seme maturo di lenticchia. Inoltre l'analisi statistica multivariata, effettuata utilizzando i dati quantitativi degli spot risultati differenzialmente espressi, ha portato all'individuazione delle proteine che risultano indispensabili per la differenziazione delle diverse popolazioni di lenticchia analizzate, come riportato in Scippa et al., 2010. La diversità delle due varietà locali di lenticchia (Capracotta e Conca Casale) del Molise è stata studiata utilizzando un approccio integrato costituito da analisi a livello morfologico, genetico e proteomico, come dimostrano i risultati pubblicati in Viscosi et al., 2010. Inoltre, un ulteriore studio è stato eseguito al fine di approfondire le informazioni sulla caratterizzazione proteomica delle lenticchie di Capracotta e Conca Casale. I dati ottenuti sono stati elaborati mediante un'analisi statistica uni- e multivariata mediante cui sono state individuate le proteine, risultanti principalmente coinvolte nella risposta agli stress abiotici e biotici, che caratterizzano i due ecotipi autoctoni. Successivamente, il lavoro ha studiato a livello fisiologico e biochimico, la risposta delle due varietà molisane di lenticchia e di cinque varietà commerciali allo stress salino. In particolare è stato analizzato come lo stress salino influenza la germinazione e causa modificazioni nell'espressione di alcune proteine. Inoltre, l'analisi statistica multivariata è stata effettuata per identificare le proteine importanti coinvolte nella risposta a questo tipo di stress. Infine la tesi di dottorato si è focalizzata sull'individuazione di un nuovo approccio molecolare da utilizzare ai fini della genotipizzazione delle varietà locali. Il lavoro è stato svolto incorporando un microsatellite (SSR) del riso all'interno di un LAMP assay e ha dimostrato che i risultati sono coerenti con l'analisi eseguita mediate amplificazione del microsatellite attraverso la tradizionale PCR. Inoltre, il LAMP assay è caratterizzato da un' elevata sensibilità, dato che risulta in grado di amplificare il DNA target anche quando questo è presente in poche copie. Il lavoro riportato nella tesi di dottorato rappresenta una novità nel campo del proteoma del seme di lenticchia e dimostra che la proteomica è un potente strumento per l'analisi della biodiversità in ecotipi appartenenti ad una stessa specie. Inoltre, il lavoro conferma che gli studi di proteomica possono notevolmente contribuire a comprendere i complessi meccanismi coinvolti nella risposta della pianta allo stress salino. L'originalità della tesi di dottorato è rappresentata anche dal nuovo uso del metodo LAMP per amplificare SSR.