Miglioramento genetico per indurre resistenza al TSWV (Tomato Spotted Wilt Virus) in pomodoro

Il pomodoro è una coltura orticola molto diffusa ed economicamente importante a livello mondiale. La specie botanica (Solanum lycopersicum L.) appartiene alle Solanaceae, famiglia che include specie selvatiche come S. peruvianum L., S. chilense (Dunal) Reiche e S. pimpinellifolium L. utilizzate come fonti di geni utili per il miglioramento genetico. TSWV è un tospovirus che colpisce molte specie di piante coltivate e selvatiche; viene trasmesso dai tripidi, piccoli insetti ubiquitari tra cui Frankliniella occidentalis Peargrande è considerato il principale vettore del virus. L'infezione causa nanismo, clorosi e necrosi. Alla difesa delle colture agrarie tramite prevenzione e controllo dei vettori, risultata spesso inefficace, si preferisce la resistenza genetica. Nelle specie selvatiche sopracitate sono stati identificati numerosi geni di resistenza. Sw 5, mappato sul cromosoma 9 del pomodoro, è un cluster costituito da cinque geni paraloghi, dei quali Sw 5b è l'unico a cui è stata attribuita la capacità di indurre resistenza a TSWV e ad altri tospovirus. La MAS è un importante approccio utilizzato per velocizzare e ridurre i costi del miglioramento genetico tramite l'utilizzo di marcatori molecolari associati a geni di resistenza. Nel 2015 è stato condotto uno studio per lo sviluppo di un marcatore SNP associato al gene Sw 5b. L'individuazione di un SNP (Q599R) ha permesso di disegnare primer PCR specifici per la distinzione tra cultivar resistenti e suscettibili. In uno studio successivo, del 2019, è stato sviluppato un marcatore KASP associato al locus Sw 5. L'osservazione fenotipica, supportata dal test DAS ELISA e confermata dall'analisi PCR e KASP, ha permesso di accertare la validità del marcatore sviluppato. In alcune regioni del mondo sono state osservate infezioni in campi coltivati con cultivar di pomodoro contenenti il gene di resistenza Sw 5. Da analisi molecolari condotte sui virus presenti nelle piante infette è emerso che TSWV è in grado di mutare costituendo ceppi in grado di colpire le piante con Sw 5. Il superamento della resistenza mediata da Sw 5 ha indotto la ricerca di nuove fonti di resistenza portando ad approfondire gli studi relativi al gene Sw 7. In una ricerca del 2019 è stata confrontata l'espressione genica di un genotipo di pomodoro suscettibile a TSWV con una sua NIL resistente. Dall'analisi del trascrittoma delle due linee sono emersi 1244 DEGs. L'interesse dei ricercatori si è a quel punto focalizzato sulla caratterizzazione funzionale della proteina OLP PR5, inserita con tecniche di transgenesi in una cultivar suscettibile al virus inducendone la sovraespressione. Il confronto tra le due linee ha permesso di ipotizzare l'attività mediatrice della proteina per la resistenza di Sw 7 grazie al controllo che pone sulla deposizione di callosio tra le cellule, determinando un rallentamento della diffusione di TSWV all'interno delle piante in cui viene sovraespressa. La ricerca di nuovi metodi per la difesa delle colture da infezioni di TSWV è sorta dalla necessità di contrastare l'ampia diffusione del virus. L'innesto su cultivar resistenti e la ricerca di QTLs potrebbero essere strumenti utilizzabili per lo sviluppo di nuove varietà. L'approccio più moderno è basato sull'utilizzo di pratiche che puntano alla disattivazione dei geni di suscettibilità tramite TILLING o di editing genomico.