Analisi trascrittomica di due cultivar di olivo in risposta all'infezione di Xylella fastidiosa subsp. pauca

Xylella fastidiosa è un batterio fitopatogeno, in grado di infettare molte specie vegetali, sia spontanee che coltivate, causando gravi danni economici. Una variante genica, denominata ST53 (sequence type 53), appartenente alla sottospecie pauca è responsabile di una gravissima malattia epidemica dell'olivo, il complesso del disseccamento rapido dell'olivo (CoDIRO) che ha già causato la morte di decine di migliaia di olivi nella regione Puglia, colpendo soprattutto la cultivar più diffusa nella zona ('Ogliarola Salentina'). Studi recenti hanno mostrato come la cultivar di olivo 'Leccino' risulti più resistente agli effetti della malattia, riuscendo a sopravvivere in seguito all'infezione. Il lavoro qui riportato riguarda l'analisi comparativa del trascrittoma fogliare e xilematico di ulivo in presenza/assenza di Xylella fastidiosa, nelle due varietà di ulivo (resistente/sensibile). Il lavoro è stato condotto tramite l'analisi quantitativa dei dati RNAseq, derivati da tessuto xilematico e fogliare e si è cercato di analizzare gli effetti che il batterio causa nelle due cultivar, a livello molecolare, in entrambi i tessuti. Nel Trascrittoma fogliare il confronto Leccino infetto e Leccino sano ha evidenziato l'espressione di 193 geni, dei quali 38 sovra-espressi e 155 sotto-espressi; il confronto Ogliarola salentina infetta contro Ogliarola salentina sana ha evidenziato l'espressione di 1580 geni, dei quali 462 sovra-espressi e 1188 sotto-espressi. In particolare, nella pianta di Leccino in presenza del patogeno, è stato evidenziato un arricchimento di 11 geni erano i fattori trascrizionali di tipo WRKY (9 down regolati e 2 up-regolati), noti per essere coinvolti nella risposta a patogeni. Nel Trascrittoma xilematico il confronto Leccino infetto contro Leccino sano ha evidenziato l'espressione di 835 geni, dei quali 174 sovra-espressi e 661 sotto-espressi; il confronto Ogliarola salentina infetta contro Ogliarola salentina sana ha evidenziato l'espressione di 1477 geni, dei quali 411 sovra-espressi e 1066 sotto-espressi. In particolare, nella varietà resistente si osserva l'espressione un elevato numero di Heat Shock Protein (HSP), così come di un inibitore di Poligalacturonasi (PGIP), che potrebbero essere coinvolte nell'immunità della cultivar 'Leccino'. Inoltre, a seguito di una analisi interattomica si è osservata l'interazione di alcune HSP, con i geni MPL12.8 e RPM1, quali geni di difesa, a loro volta sovra-espressi nello xilema di Leccino. In generale, l'analisi comparata delle due cultivar di ulivo, mediante RNAseq, ha mostrato una visibile differenza di regolazione dell'espressione genica in presenza del patogeno. Ciò è particolarmente evidente in 'Ogliarola salentina', in cui si osserva una marcata sotto-espressione genica sia a livello xilematico che fogliare. Inoltre, il numero di geni regolati nel trascrittoma fogliare di 'Leccino' è inferiore a quello osservato nel trascrittoma xilematico, mentre è costante in 'Ogliarola salentina'. Alla luce di questi numeri, poiché la risposta trascrizionale a livello fogliare è temporalmente successiva a quella a livello xilematico, sito iniziale dell'infezione, si può supporre che la cultivar 'Leccino' sia in grado di contrastare efficacemente la malattia già a livello dello xilema. Ulteriori analisi e validazioni potranno essere concentrate su alcuni geni regolati a livello xilematico anche misurando la loro azione/effetto sul metabolismo del patogeno.