4.2 Progetti genoma

B 166 BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE, GENETICA AGRARIA - GENETICA E ZOOTECNIA Anche il metodo SSCP (Single Strand Conformation Polymorphisms, polimorfismo conformazionale degli acidi nucleici a singolo filamento) permette di identificare mutazioni puntiformi in corti frammenti di DNA amplificati di 100-400 nucleotidi. Il metodo è basato sulla denaturazione del DNA amplificato e sulla successiva migrazione delle molecole di DNA a singolo filamento (ssDNA) su gel di poliacrilammide non denaturante, in cui i singoli filamenti di ogni prodotto PCR denaturato assumeranno una specifica conformazione in funzione della sequenza e quindi una differente mobilità su gel. La DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) è un altra tecnica che consente di individuare polimorfismi in corti frammenti ed è basata sul fatto che le molecole di DNA che differiscono anche di una sola base presentano diverse proprietà di melting e quindi migrano in modo diverso in gel denaturante. Una versione più recente di questa tecnica è rappresentata da DHPLC (Denaturing High Performance Liquid Chromatography). Gli SNP possono essere individuati anche con metodi che non implicano l elettroforesi su gel, come alcune tecniche di ibridazione, fra cui l analisi di ibridazione di oligonucleotidi mediante tecnologia dei chip di DNA e l ibridazione allele-specifica dinamica (DASH). 4.2 Progetti genoma. La finalità dei progetti genoma è la determinazione delle sequenze nucleotidiche di tutti i cromosomi della specie, il cui numero è dato da un diverso numero di paia di autosomi e da un paio di cromosomi sessuali. Per esempio, il numero diploide di cromosomi è pari a 60 nel bovino e nella capra, a 38 nel suino, a 64 nel cavallo e a 54 nella pecora. Il primo obiettivo dei progetti genoma è quello di creare mappe di geni e marcatori quanto più dettagliate possibili. Esistono diversi tipi di mappe che forniscono informazioni diverse. Le mappe genetiche riportano la posizione dei geni e dei marcatori sui cromosomi e sono elaborate dalle informazioni di linkage ottenute dallo studio della trasmissione ereditaria dei caratteri in famiglie di riferimento; le mappe fisiche si basano sulla localizzazione fisica di geni e marcatori direttamente lungo il filamento del DNA. I marcatori di cui è stata stabilita sia la mappa genetica sia quella fisica vengono chiamati anchor markers o punti fermi. 4.2.1 Mappe genetiche. Riportano la successione dei geni lungo i cromosomi. Per costruire tali mappe, occorre prima di tutto identificare dei punti di riferimento costituiti dai marcatori. L individuazione di microsatelliti e di altri marcatori distribuiti nel genoma di tutte le specie di interesse zootecnico ha permesso di aumentare la densità dei marcatori e quindi di raggiungere livelli crescenti di risoluzione per ciascun cromosoma. Una volta identificati dei marcatori, si utilizzano tecniche genetiche quali incroci programmati (costituzione di famiglie di riferimento) e analisi della trasmissione dei caratteri nella discendenza. Frequenze di ricombinazione meiotica inferiore al 50% fra l allele non mappato e il marcatore, indicano che i due geni non assortiscono indipendentemente e che quindi sono localizzati sullo stesso cromosoma. La frequenza dei ricombinanti sul totale delle meiosi esaminate permette di calcolare la distanza di mappa tra due geni associati che viene espressa in termini di unità di mappa (u.m.) o centiMorgan (cM), dove 1 cM è la distanza che porta a una frequenza media di ricombinazione dell 1%. Complessivamente, il genoma dei mammiferi corrisponde a circa 3.000 cM, con un contenuto di DNA che si aggira intorno a 3 miliardi di nucleotidi.

SEZIONE B
SEZIONE B
BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE...
La Botanica è la scienza che studia le forme di vita del mondo vegetale e ne analizza i rapporti ecologici attraverso diverse branche: ad esempio, la citologia studia la cellula vegetale e le sue funzioni; l’istologia si occupa dei tessuti; l’anatomia analizza gli organi; la genetica controlla la trasmissione dei caratteri di generazione in generazione; la fitosociologia e l’ecologia cercano di individuare i rapporti dei vegetali, fra loro e con gli altri viventi. A sua volta, ciascuna branca focalizza alcuni particolari aspetti del mondo vegetale: le modalità nutrizionali o riproduttive, la distribuzione geografica, i possibili utilizzi in altri campi (scientifico, farmaceutico, alimentare, ecc.).Le conoscenze botaniche, evolutesi nel contesto della stessa evoluzione umana, sono particolarmente importanti per le applicazioni in campo agronomico poiché rappresentano una delle fondamentali basi scientifiche sulle quali costruire e articolare buona parte dei saperi orientati alla produzione agraria. La pianta, sia che abbia avuto origine dall’incontro dei due gameti, maschile e femminile, con formazione del seme, o dalla moltiplicazione di una porzione di pianta, per esempio da una talea d’innesto, o ancora da un insieme di cellule meristematiche attraverso la tecnica della micropropagazione in vitro, rappresenta sempre il punto focale della disciplina agronomica.In questa Sezione B del Manuale dell’Agronomo sono poi sviluppati e approfonditi anche tutti gli aspetti legati alla Genetica agraria (dalle conoscenze consolidate della genetica mendeliana alla genetica molecolare, all’ingegneria genetica, all’analisi del genoma). Oltre ai contenuti di carattere generale, sono trattati separatamente, in parallelo, i due settori di applicazione del miglioramento genetico in campo agrario: quello vegetale e quello animale per l’ambito applicativo zootecnico. Coordinamento di SezionePaolo CecconRealizzazione e collaborazioniPaolo Ceccon, Elio Cirillo, Maurizio Cocucci, Stefania Dall’Olio, Adalberto Falaschini, Maria Nives Forgiarini, Marcello Guiducci, Carlo Lorenzoni, Adriano Marocco, Roberto Pinton, Aldo Pollini, Domenico Ugulini