Caratterizzazione morfologica, produttiva e molecolare, mediante marcatori microsatellite, di una popolazione F2 di mappa di Solanum melongena L.

Eggplant (Solanum melongena L.), belonging to the Solanaceae family, is cultivated worldwide. In production terms, it represents the third most important solanaceous crop species (after potato and tomato) with about 44 Mt production in 2011. Italy is the major producing country in Europe. Unlike the other solanaceous crops, which were domesticated in the New world, S. melongena is endemic to the Old World. Domestication of the species occurred in Southern and Eastern Asia, while the crop was brought by Arabians to the Mediterranean region around the seventh century CE. Despite its economic and nutritional importance the genome organization of S. melongena has been studied to a limited extent. The purpose of this work was the phenotypic and molecular characterization, based on microsatellite markers , of an F2 mapping population. A population of 156 F2 plants was obtained by selfing an F1 hybrid, result of the cross between the breeding lines '305E40' and '67/3' that differ from one another with respect to a number of key agronomic traits. The genotype '305E40' produces long, average weighted, highly pigmented dark purple fruit, the plants are prickly and have an upright growth habit. The genotype '67/3' produces round, violet coloured fruits heavier than those of '305E40'; the plants are thornless and prostrated. The mapping population was field grown in two location in north and central Italy (Montanaso Lombardo and Monsampolo del Tronto). In both trials, the material was arranged as a set of two randomized complete blocks. A total of 17 horticultural traits were measured according to the IBPGR (1990) and the ECPGR descriptors. For each trait the broad-sense heritability values were estimated. For molecular characterization, 40 microsatellite markers were assayed. The F2 progeny displayed high phenotypic variation for almost all the traits in study, due to segregation and recombination events occurred during the meiosis of the F1 hybrid. Broad sense hereditability values ranged from 0,33 to 1. For some of the traits studied, transgression was noted among the F2 mapping population. 22 of the 40 SSRs tested on the parental lines gave positive PCR amplifications and were successfully applied to the whole F2 population. The high hereditability values can be taken as evidence that selection programmes may be successfully applied in the species. The results obtained in this work will contribute to the development of an intra-specific genetic map of S. melongena. The map will make it possible to identify the genetic bases of key breeding traits and thus to apply future marker assisted-based breeding programmes.

La melanzana (Solanum melongena L.), appartenente alla famiglia delle Solanaceae, è la terza coltura ortiva più diffusa in coltivazione dopo la patata e il pomodoro, con una produzione stimata di circa 44 milioni di tonnellate nel 2011 (dati FAO). L'Italia è il maggior produttore in Europa. A differenza delle altre Solanacee, originarie dell'America centrale, il suo processo di domesticazione è avvenuto nella fascia Sud-orientale del continente asiatico a partire dal progenitore Solanum incanum; la coltura è stata successivamente importata in Europa dagli Arabi, nel VII secolo. Nonostante l'importanza della specie dal punto di vista economico e nutrizionale, attualmente le conoscenze sull'organizzazione del genoma di S. melongena sono piuttosto limitate. L'attività sperimentale ha previsto la caratterizzazione fenotipico-produttiva e molecolare, mediante applicazione di marcatori microsatellite, di una popolazione F2 utilizzata per la costruzione di una mappa genetico-molecolare di S. melongena. La popolazione F2 di mappa, costituita da 156 individui, è stata ottenuta per autofecondazione di un ibrido F1 frutto dell'incrocio delle linee omozigoti ¿305E40¿ (parentale femminile) e ¿67/3¿ (parentale maschile), che si differenziano per una serie di caratteri morfologico-produttivi. Il genotipo ¿305E40¿ ha piante spinose e portamento eretto, produce frutti viola scuro, lunghi, di media pezzatura. Il genotipo ¿67/3¿ ha piante poco spinose e con portamento strisciante, che producono frutti di colore violetto, tondi, di grande pezzatura. La popolazione F2 è stata coltivata, secondo uno schema a blocchi randomizzati, in due località situate al nord e al centro Italia (rispettivamente Montanaso Lombardo e Monsampolo del Tronto). La caratterizzazione fenotipico-produttiva è stata effettuata sulla base dei Descriptors IBPGR (1990) e ECPGR (2008) rilevando 17 caratteri, per ciascuno dei quali è stata stimata l'ereditabilità. Le analisi molecolari sono state effettuate mediante applicazione di 40 marcatori microsatellite. La progenie F2 ha evidenziato un'ampia variabilità fenotipica, dovuta agli eventi di segregazione e ricombinazione della meiosi dell'ibrido F1. I valori di ereditabilità rilevati sono variati da 0,33 ad 1. Alcuni individui hanno evidenziato segregazione trasgressiva, manifestando caratteri superiori a quelli di entrambi i parentali. Dei 40 microsatelliti testati, 22 hanno originato prodotti di amplificazione PCR e sono stati applicati con successo a tutti gli individui della progenie F2. Gli alti valori di ereditabilià osservati per alcuni dei caratteri in studio confermano la possibilità di applicare con successo programmi di selezione. I risultati ottenuti in questo lavoro, inoltre, contribuiranno allo sviluppo di una mappa genetico-molecolare intraspecifica di S. melongena. Tale mappa consentirà di identificare la base genetica di caratteri di interesse agronomico e la futura applicazione di programmi di selezione assistita.