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Genotipizzazione di accessioni di Phaseolus vulgaris L. mediante tecnologie di next-generation sequencing

Informazioni tesi

  Autore: Tommaso Montanari
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2012-13
  Università: Università Politecnica delle Marche
  Facoltà: Agraria
  Corso: Scienze e tecnologie agrarie, agroalimentari e forestali
  Relatore: Laura Nanni
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 40

Dopo una breve introduzione della specie Phaseolus vulgaris L. (fagiolo comune) con una particolare focalizzazione sul processo di domesticazione e sui caratteri interessati, il lavoro apre una breve panoramica delle innovative tecnologie di Next-Generation Sequencing (NGS) e delle possibili applicazioni in genomica e miglioramento genetico. La parte sperimentale dell'opera riguarda la ricerca di marcatori molecolari di tipo SNP (Single Nucleotide Polymorphism) in una popolazione segregante di fagiolo caratterizzata da accessioni con diverso grado di shattering, ovvero di apertura delle valve del legume durante la maturazione dei semi, con le sopracitate tecnologie NGS, con particolare riferimento alla tecnica di ddRAD-seq (double digest restriction-site associated DNA sequencing). Il procedimento ha permesso l'identificazione di numerosi polimorfismi che coprono l'intero genoma e un'analisi preliminare ha individuato le posizioni di SNPs che potrebbero essere associate al carattere di shattering, con promettenti riscontri per future ricerche.

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3 1. Introduzione 1.1 Il fagiolo (Phaseolus vulgaris L.) 1.1.1 Caratteri botanici Il fagiolo (Phaseolus vulgaris L.) è una specie diploide (2n= 2x= 22) appartenente alla famiglia delle Fabaceae, sottofamiglia Faboideae. Si tratta di una pianta erbacea annuale ad accrescimento veloce, con un apparato radicale piuttosto superficiale e riccamente ramificato, che presenta dei noduli radicali di popolazioni batteriche simbiotiche azotofissatrici (simbiosi tipica di molte altre specie della famiglia Fabaceae). Gli steli sono angolosi e possono assumere un habitus variabile, per lo più ramificato, e altezze molto diverse. I cotiledoni sono semplici e opposti, mentre le foglie adulte sono composte e imparipennate, costi- tuite da tre foglioline di forma cuoriforme od ovale acuminata, e hanno una fillotassi alterna. I fiori hanno la tipica struttura zigomorfa papilionacea che caratterizza le specie della famiglia Fa- baceae, sono portati in numero da quattro a dieci all’ascella delle foglie in un’infiorescenza a grap- polo e hanno un colore che va dal rosa nelle forme selvatiche al bianco in quelle coltivate. Il frutto è un legume pendulo (baccello) portante numerosi semi; le dimensioni e il colore del le- gume sono molto variabili e determinano le diverse utilizzazioni del prodotto coltivato. Le valve del baccello possono aprirsi più o meno facilmente a seconda della presenza o assenza di un tessuto fibroso di forma cordonale lungo la linea di saldatura delle stesse, detto filo: la presenza del filo de- termina lo sviluppo nelle valve di strati di tessuto fibroso (pergamena). Se il legume presenta il filo e la pergamena, l’apertura dello stesso risulta facilitata, per cui le cultivar che presentano questo carattere sono impiegati nella produzione di granella. I legumi che non presentano né filo né per- gamena rimangono per lungo tempo teneri e carnosi e per questo sono destinati al consumo alimen- tare fresco nella loro interezza (fagioli mangiatutto o fagiolini). La forma che può assumere il seme nelle forme coltivate è estremamente variabile, in quanto può essere sferica e più o meno isodiametrica oppure diversamente allungata e curvata. I numerosi co- lori che esso può avere sono distribuiti uniformemente sulla sua superficie oppure sono screziati. Nella forma selvatica i semi sono generalmente piccoli e scuri. Essendo una specie originaria dell’areale mesoamericano (Bitocchi et al., 2013), le forme selvati- che di fagiolo sono brevidiurne; nel corso della domesticazione e del miglioramento genetico sono stati selezionati dei tipi fotoindifferenti, che fioriscono rapidamente anche nelle lunghe giornate e-

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Parole chiave

marcatori molecolari
snp
next-generation sequencing
fagiolo
shattering
rad-seq
phaseolus vulgaris l.

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