Applicazione di marcatori microsatellite per la selezione di genotipi di riso resistenti a Pyricularia oryzae

Il brusone, la più grave patologia del riso a livello mondiale, è causata dal fungo Ascomicete Pyricularia grisea (Cooke) o Pyricularia oryzae (Cavara), la cui forma sessuata è Magnaporthe grisea (T. Hebert). Tutte le parti della pianta (nodi, foglie e culmo) possono essere attaccate dal fungo e le cellule invase necrotizzano e muoiono a causa della produzione da parte del patogeno di sostanze tossiche quali la piricularina e l'acido α-picolinico. I maggiori danni alla produzione si verificano quando il fungo colpisce la base della pannocchia provocandone il disseccamento, sintomatologia definita “mal del collo”. Il fungo sverna sia come micelio che come conidio all'interno delle cariossidi di riso infette, sui residui colturali o su piante ospiti. Il fugo causa gravi danni alla produzione di entrambe le sottospecie di Oryza sativa L. (2n=2x=24), cioè sia la subsp. japonica, caratterizzata da una cariosside ovaliforme e storicamente il più coltivato in Italia, che la subsp. indica, che produce una cariosside allungata, stretta e leggermente appiattita. In questa relazione finale sono stati presi in considerazione un caso di studio ed una review. Nel caso di studio sono state valutate 105 varietà coltivate in condizioni favorevoli allo sviluppo del patogeno. Tra varietà testate, il 15% ha mostrato resistenza alla malattia, il 17% resistenza moderata, il 30% di suscettibilità moderata e il 38% suscettibilità. Nel complesso le cultivar di più recente sviluppo si sono dimostrate più tolleranti al patogeno. In particolare, la cultivar 'CLXL745', resistente e utilizzata come controllo, a seguito dell'attacco di Pyricularia oryzae è risultata asintomatica, mentre la cultivar 'Arsenal', anch'essa considerata resistente, ha evidenziato l'8% di pannocchie infette. Viceversa, la cultivar 'Vialone Nano' si è dimostrata altamente suscettibile manifestando elevata sintomatologia, pertanto la sua coltivazione non può prescindere dalla necessità di interventi fitosanitari poiché a seguito di attacco del patogeno la sua produzione può essere ridotta sino al 98%. Nella review è riportato che, in riso, la resistenza genetica al brusone è conferita da una serie di geni Pi che agiscono nei confronti di diversi ceppi del fungo patogeno. In presenza di geni di resistenza la pianta produce proteine che interagiscono con gli elicitori del patogeno bloccandone l'attacco. Grazie allo sviluppo di mappe genetico-molecolari, i diversi geni sono stati localizzati sui 12 diversi cromosomi della specie, ed in particolare sui cromosomi 6, 11 e 12. La review inoltre riporta esempi di risultati che, grazie all'applicazione di programmi di selezione basati sull'utilizzo di marcatori molecolari associati ai geni di interesse, ha consentito l'applicazione di programmi di selezione assistita (MAS = Marker Assisted Selection) ed il trasferimento di caratteri di interesse agronomico in varietà di riso. Tra le varie categorie di marcatori molecolari, i marcatori microsatellite (definiti anche SSR = Simple Sequence Repeats), che consentono di analizzare sequenze di DNA caratterizzate da ripetizioni a tandem di motivi di 1-6 nucleotidi, sono di particolare interesse. Gli SSR sono infatti frequenti nel genoma, altamente polimorfici, multiallelici e rilevabili con una semplice applicazione della PCR. Infine nella review è riportato lo stato dell'arte relativo alle attuali conoscenze sull'associazione tra marcatori SSR e i geni Pi sfruttabili in programmi di MAS.