Risolvere il secolare mistero del supergene

Alcuni scienziati supportati dal progetto SuperGenE, finanziato dall’UE, hanno risolto l’antico enigma del supergene alla base dell’efficiente impollinazione incrociata nei fiori. I loro sorprendenti risultati riguardanti la variazione di lunghezza della sequenza a livello di DNA sono stati pubblicati sulla rivista «Current Biology».

Il fatto che alcune specie vegetali abbiano due forme di fiori, ciascuna con organi sessuali maschili lunghi e femminili corti o viceversa, è noto sin dal 1500. Alcuni fiori sono caratterizzati da stili lunghi (parti dell’organo sessuale femminile) e antere basse (parti maschili), mentre altri presentano stili corti con antere in alto nel fiore. Charles Darwin fu il primo a suggerire che tali fiori distili favorissero l’efficiente impollinazione incrociata da parte degli insetti impollinatori.

I primi genetisti dimostrarono che la distilia veniva ereditata come se fosse controllata da una singola regione cromosomica, possibilmente ospitante un supergene. Un supergene è una parte di un cromosoma costituito da un gruppo di geni strettamente correlati che vengono ereditati insieme. Tuttavia, ad oggi questo supergene non era mai stato sequenziato.Il gruppo di ricerca ha utilizzato metodi moderni di sequenziamento del DNA per identificare il supergene della distilia nel Linum tenue, una specie selvatica di semi di lino. Con loro sorpresa, i ricercatori hanno scoperto che il supergene che causa la diversa lunghezza degli organi sessuali maschili e femminili variava esso stesso in lunghezza. La forma dominante del supergene era di circa 260 000 coppie di basi di DNA che risultavano assenti nella forma recessiva. La stringa di 260 000 coppie di basi di DNA conteneva diversi geni che potevano causare variazioni di lunghezza negli organi sessuali.

I risultati indicano che la variazione di lunghezza della sequenza a livello del DNA svolge un ruolo importante nell’evoluzione dei fiori distili. «Questi risultati sono stati davvero sorprendenti per noi, perché una simile struttura genetica del supergene che governa la distilia è stata precedentemente identificata in un altro sistema, quello delle primule, dove si è evoluto in modo completamente indipendente», afferma l’autrice senior dello studio, la prof.ssa Tanja Slotte dell’Università di Stoccolma (Svezia), sede del progetto SuperGenE, in una notizia pubblicata sul sito web dell’università. «Non solo l’evoluzione ha portato ripetutamente a variazioni simili nei fiori di primule e di specie di semi di lino, ma è anche approdata a una soluzione genetica simile per raggiungere questa impresa», osserva Juanita Gutiérrez-Valencia, l’autrice principale dello studio e dottoranda presso l’Università di Stoccolma.

La ricerca, supportata in parte dal progetto SuperGenE (Supergene evolution in a classic plant system - bring the study of distyly into the genomic era), fa luce su come l’evoluzione trovi soluzioni convergenti a sfide adattive diffuse. La prof.ssa Slotte conclude: «La distilia è, in definitiva, un meccanismo per consentire l’impollinazione incrociata efficiente. La comprensione dei meccanismi di impollinazione è particolarmente importante oggi, considerati i cambiamenti climatici e le sfide affrontate dalle popolazioni di piante e insetti impollinatori».

Per maggiori informazioni, consultare:

progetto SuperGenE