Prima difesa contro il devastante pomodoro ToCSV

Nov 15, 2023

Università di Johannesburg

immagine: Esiste un legame tra le piante di pomodoro che possono tollerare il devastante virus "giovane" del riccio del pomodoro (ToCSV), l'attività del gene Ty-1 e una difesa della pianta chiamata metilazione del DNA virale, hanno scoperto i ricercatori dell'UJ nel primo studio di genetica molecolare delle piante del ToCSV.vedere di più

Credito: grafica e foto di Therese van Wyk, Università di Johannesburg.

Il modo in cui le piante di pomodoro si difendono da un devastante virus "giovane" dell'Africa meridionale è stato ora studiato per la prima volta a livello di genetica molecolare da ricercatori dell'Università di Johannesburg (UJ).

È noto che il gene Ty-1 conferisce resistenza al noto virus dell’arricciatura fogliare gialla del pomodoro (TYLCV). I ricercatori dell'UJ hanno studiato cosa succede quando le piante di pomodoro che ospitano il gene Ty-1 vengono infettate dal virus relativamente sconosciuto ToCSV (Tomato Curly Stunt). Hanno trovato un legame tra la tolleranza al ToCSV, una difesa della pianta chiamata metilazione del DNA virale, e l’attività del gene Ty-1.

La ricerca è pubblicata su Frontiers in Plant Science.

Per saperne di più su come ciò accade, hanno utilizzato tecniche di laboratorio chiamate conversione del bisolfito e amplificazione PCR, abbinate a un approccio di sequenziamento del virus dell’intero genoma di prossima generazione.

Virus giovane in viaggio

Molti agenti patogeni attaccano le piante di pomodoro, che producono il terzo raccolto vegetale più grande del mondo, dopo patate e manioca.

Il virus della ricciatura del pomodoro è nato in Sud Africa circa 30 anni fa ed è diffuso dalla mosca bianca. Il virus può distruggere un intero raccolto di pomodori, soprattutto se un numero sufficiente di piante viene infettato in fase giovane. È stato trovato anche nel vicino paese del Mozambico.

Il virus Young Tomato Curly Stunt (ToCSV) è simile al noto virus dell’arricciatura delle foglie gialle del pomodoro (TYLCV) a livello di DNA.

Ma si sa relativamente poco sugli “strumenti” che le piante di pomodoro possono utilizzare per difendersi dal ToCSV, afferma la dott.ssa Farhahna Allie, autrice principale dello studio. La dottoressa Allie è una ricercatrice presso il Dipartimento di Biochimica dell'UJ.

Trucco del cavallo di Troia nelle piante

I virus attaccano le piante fin dalla notte dei tempi. Ma devono ancora ingannare le piante per replicarsi e causare malattie, afferma il dottor Gerrit Koorsen, coautore dello studio.

“I Geminivirus come ToCSV non hanno la capacità di fare copie di se stessi e quindi di diffondersi altrove. Per questo dipendono completamente dalla pianta. Il virus deve indurre la pianta a “pensare” che stia producendo una quantità maggiore del proprio DNA.

“Quindi il virus è come un cavallo di Troia all’interno dello stabilimento. La pianta replica il DNA virale “senza saperlo”, “prendendosi cura dell'infezione” e diffondendo la malattia causata dal virus”, afferma.

Attaccare il DNA all'interno del virus

Nella battaglia in corso tra piante e virus, le piante "hanno scoperto" che è molto efficace concentrare il loro contrattacco sul DNA contenuto nei virus.

Per lo studio, i ricercatori hanno utilizzato una varietà di pomodoro sensibile al ToCSV e un’altra varietà che può tollerarlo.

La varietà sensibile ha una serie di difese nella sua cassetta degli attrezzi contro altri agenti patogeni, ma non può sconfiggere il ToCSV, dice Allie. ToCSV può infettare completamente questa varietà.

Studiare il modo in cui le piante rispondono a un nuovo virus come ToCSV è fondamentale per identificare le modalità di riproduzione di colture resistenti.

Gene della resistenza Ty-1

"La varietà di pomodoro tollerante ha un background genetico simile alla varietà suscettibile, ma è migliore nell'attivare il gene della resistenza Ty-1, cosa che la varietà suscettibile fatica a fare", afferma Allie.

“Il gene Ty-1 è noto per essere il principale gene di resistenza nei pomodori contro il virus dell’arricciatura fogliare gialla del pomodoro (TYLCV). Il virus "giovane" ToCSV è simile al TYLCV in termini di genoma e Ty-1 potrebbe quindi essere responsabile anche della tolleranza o della resistenza contro ToCSV.