Analisi della struttura genetica e del linkage disequilibrium in una collezzione di germoplasma di melanzana (Solanum melongena L.)

Le analisi di associazione fra marcatori e geni di interesse sono tradizionalmente condotte su popolazioni sviluppate ad hoc quali: BC, F1, F2 , RILs, DH. Recentemente è stato proposto un approccio alternativo definito di association mapping basato sulla stima del linkage disequilibrium (LD) in popolazioni naturali o collezioni di germoplasma. Tale approccio parte dall'assunto che due alleli a due loci adiacenti segregano insieme più frequentemente di quanto sarebbe atteso se fossero indipendenti. Tuttavia, i fattori che regolano il LD sono numerosi e complessi e, oltre a ricombinazione, molti altri elementi tra cui mutazioni, deriva genetica e migrazioni, contribuiscono a modellare le regioni di associazione allelica. In questo lavoro di tesi, mediante applicazione di 18 combinazioni di primer AFLP e 15 loci microsatelliti, precedentemente utilizzati per lo sviluppo di una mappa genetico-molecolare intra-specifica, è stata effettuata la caratterizzazione molecolare di una collezione di 159 genotipi di melanzana (Solanum melongena L.). Le analisi effettuate hanno permesso da un lato di identificare la struttura genetica della collezione e, con riferimento alla mappa precedentemente sviluppata, di quantificare il livello di estensione e decadimento del LD. La struttura genetica della collezione è stata valutata sia mediante analisi UPGMA che mediante PCO, ed in entrambi i casi sono stati identificati due cluster raggruppanti un diverso numero di genotipi. Una successiva analisi mediante il software STRUCTURE ha confermato la suddivisione della collezione in due sottogruppi, fornendo ulteriori informazioni circa il grado di appartenenza di ogni genotipo ad ognuno dei due cluster individuati. Le analisi condotte hanno portato all`identificazione di 96 genotipi, caratterizzati dall'assenza di strutturazione e da un grado di similarità massima inferiore al 75%. L'ulteriore applicazione del restante numero di combinazioni AFLP, precedentemente utilizzate per lo sviluppo della mappa di riferimento, ha consentito di ottenere un grafico di decadimento il quale indica il livello dell'estensione del LD nei 96 genotipi identificati. Tale grafico rappresenta la regressione tra livello di LD presente fra tutte le possibili coppie di marcatori in funzione della loro distanza espressa in cM ed ha consentito di stabilire che l'associazione fra alleli si mantiene elevata fino a distanze prossime ai 5 cM. Questa valutazione, la prima ottenuta effettuata in S. melongena, ha permesso di proseguire le analisi mediante un approccio di whole genomic scanning, mirato all'esplorazione di estese porzioni del genoma per la localizzazione di QTL. Grafici di decadimento sono stati elaborati anche per alcuni singoli gruppi di associazione evidenziando un certo livello di variabilità nell'estensione del LD tra i diversi LGs, che consente di ipotizzare l'esistenza di differenti livelli di ricombinazione nei diversi cromosomi. Al fine di valutare la struttura fine del LD, sono state sviluppate delle matrici d'associazione per singolo LGs, che hanno consentito di visualizzare le zone caratterizzate da maggiore e minore frequenza di ricombinazione. Infine, a seguito della fenotipizzazione dei 96 genotipi scelti, è stato possibile stimare il LD fra marcatori mappati e caratteri di interesse agronomico e, pertanto, di identificare QTL potenzialmente implicati nel loro determinismo genetico.