Il potenziale tecnologico di un vitigno è strettamente legato a classi di composti chimici che vengono rilasciati o elaborati nel vino come i composti che caratterizzano gli aromi, la cui presenza, reciproca interazione e metabolizzazione durante i processi di lavorazione delle uve, di fermentazione e conservazione del vino, giocano un ruolo fondamentale nella definizione dei parametri qualitativi e di tipicità del vino. Nelle uve, la sintesi e l’accumulo dei composti associati ai diversi tipi di aroma dipende da vari fattori, tra cui il vitigno, le condizioni pedo-climatiche, le tecniche colturali. Il controllo della qualità aromatica delle uve nel vigneto richiede le conoscenze sulla provenienza dei singoli composti che li caratterizzano e su come le concentrazioni e le interazioni tra questi influenzano il potenziale aromatico. Ma, nonostante centinaia di composti secondari potenzialmente coinvolti nel definire le caratteristiche aromatiche delle uve siano stati individuati, le conoscenze sulla loro biosintesi e su come questa sia influenzata dai vari fattori sono ancora limitate. In tale conteso, lo scopo della ricerca illustrata è l’individuazione e la caratterizzazione funzionale di geni coinvolti nelle vie biosintetiche dei composti che determinano gli aromi in Vitis vinifera attraverso l’impiego delle più recenti innovazioni tecnologiche nel campo della genomica funzionale. Analizzando la correlazione tra l’accumulo degli aromi (estratti con metodologia SPE o SPME e determinati attraverso un apparato GC-MS) nei fiori e nel corso dello sviluppo dell’acino di “Aleatico”, “Moscato Bianco”, “Sangiovese” e “Vermentino” (D’Onofrio et al., 2008; D’Onofrio et al., 2010a, b) e in colture cellulari di Cabernet Sauvignon indotte con elicitori (D’Onofrio et al., 2009a, b) e l’espressione (analizzata per mezzo di RT PCR real-time e microarrays) di geni candidati individuati nel genoma della vite, sono stati selezionati una serie di geni potenzialmente coinvolti nella biosintesi degli aromi delle uve su cui sono state focalizzate le successive fasi della caratterizzazione funzionale in vitro. In particolare, sono stati individuati una putativa sesquiterpene sintasi che correla con la produzione di farnesene nei fiori, delle putative linalolo sintasi che correlano con la produzione di linaiolo nei fiori e nel corso della maturazione e una candidata linalolo epossidasi (citocromo P450) che correla con la produzione degli ossidi del linaiolo. Per alcuni di questi geni è stata studiata l’attività enzimatica delle proteine ricombinati ottenute in vitro e avviata l’attività di caratterizzazione funzionale in vivo. La caratterizzazione funzionale dei geni responsabili della biosintesi degli aromi delle uve sono di fondamentale importanza per comprendere l’influenza dei vari fattori che controllano la biosintesi di questi importanti metabolici secondari e quindi per fornire informazioni indispensabili per una corretta gestione della qualità aromatica delle uve nel vigneto. Bibliografia D’Onofrio, C., Boss, P.K. and Cox, A. 2009a. Flavour Biosynthesis Pathways in Grape Cell Cultures: Sesquiterpene Biosynthesis. 9th International Conference on Grapevine Genetics and Breeding. Acta Hort. (ISHS) 827:331-336 D’Onofrio, C., Cox, A., Davies, C. and Boss P.K. 2009b. Induction of secondary metabolism in grape cell cultures by jasmonates. Functional Plant Biology, 36: 323–338 D’Onofrio, C., De Lorenzis, G. and Boss P.K. 2010a. Molecular characterization of aroma genes in Vitis vinifera var. ‘Moscato bianco’. Selected papers and abstracts from the 8th International Symposium on Grapevine Physiology and Biotechnology. Australian Journal of Grape and Wine Research, 16-S1: A21 D’Onofrio C., De Lorenzis G., Scalabrelli G., 2008. Studies of aroma biosynthesis in clusters of ‘sangiovese’ grapevine. Terzo Simposio Internazionale sul Sangiovese, Firenze 3-5 Dicembre 2008. D’Onofrio C., Matarese F., Scalabrelli G., Boss P.K., 2010b. Functional characterization of terpene synthases of ‘aromatic’ and ‘non-aromatic’ grapevine varieties. 10th International Conference on Grapevine Breeding and Genetics, 1-5 August 2010, Geneva, New York, USA. Oral 52
Caratterizzazione funzionale dei geni coinvolti nella biosintesi degli aromi delle uve.
D'ONOFRIO, CLAUDIO
2010-01-01
Abstract
Il potenziale tecnologico di un vitigno è strettamente legato a classi di composti chimici che vengono rilasciati o elaborati nel vino come i composti che caratterizzano gli aromi, la cui presenza, reciproca interazione e metabolizzazione durante i processi di lavorazione delle uve, di fermentazione e conservazione del vino, giocano un ruolo fondamentale nella definizione dei parametri qualitativi e di tipicità del vino. Nelle uve, la sintesi e l’accumulo dei composti associati ai diversi tipi di aroma dipende da vari fattori, tra cui il vitigno, le condizioni pedo-climatiche, le tecniche colturali. Il controllo della qualità aromatica delle uve nel vigneto richiede le conoscenze sulla provenienza dei singoli composti che li caratterizzano e su come le concentrazioni e le interazioni tra questi influenzano il potenziale aromatico. Ma, nonostante centinaia di composti secondari potenzialmente coinvolti nel definire le caratteristiche aromatiche delle uve siano stati individuati, le conoscenze sulla loro biosintesi e su come questa sia influenzata dai vari fattori sono ancora limitate. In tale conteso, lo scopo della ricerca illustrata è l’individuazione e la caratterizzazione funzionale di geni coinvolti nelle vie biosintetiche dei composti che determinano gli aromi in Vitis vinifera attraverso l’impiego delle più recenti innovazioni tecnologiche nel campo della genomica funzionale. Analizzando la correlazione tra l’accumulo degli aromi (estratti con metodologia SPE o SPME e determinati attraverso un apparato GC-MS) nei fiori e nel corso dello sviluppo dell’acino di “Aleatico”, “Moscato Bianco”, “Sangiovese” e “Vermentino” (D’Onofrio et al., 2008; D’Onofrio et al., 2010a, b) e in colture cellulari di Cabernet Sauvignon indotte con elicitori (D’Onofrio et al., 2009a, b) e l’espressione (analizzata per mezzo di RT PCR real-time e microarrays) di geni candidati individuati nel genoma della vite, sono stati selezionati una serie di geni potenzialmente coinvolti nella biosintesi degli aromi delle uve su cui sono state focalizzate le successive fasi della caratterizzazione funzionale in vitro. In particolare, sono stati individuati una putativa sesquiterpene sintasi che correla con la produzione di farnesene nei fiori, delle putative linalolo sintasi che correlano con la produzione di linaiolo nei fiori e nel corso della maturazione e una candidata linalolo epossidasi (citocromo P450) che correla con la produzione degli ossidi del linaiolo. Per alcuni di questi geni è stata studiata l’attività enzimatica delle proteine ricombinati ottenute in vitro e avviata l’attività di caratterizzazione funzionale in vivo. La caratterizzazione funzionale dei geni responsabili della biosintesi degli aromi delle uve sono di fondamentale importanza per comprendere l’influenza dei vari fattori che controllano la biosintesi di questi importanti metabolici secondari e quindi per fornire informazioni indispensabili per una corretta gestione della qualità aromatica delle uve nel vigneto. Bibliografia D’Onofrio, C., Boss, P.K. and Cox, A. 2009a. Flavour Biosynthesis Pathways in Grape Cell Cultures: Sesquiterpene Biosynthesis. 9th International Conference on Grapevine Genetics and Breeding. Acta Hort. (ISHS) 827:331-336 D’Onofrio, C., Cox, A., Davies, C. and Boss P.K. 2009b. Induction of secondary metabolism in grape cell cultures by jasmonates. Functional Plant Biology, 36: 323–338 D’Onofrio, C., De Lorenzis, G. and Boss P.K. 2010a. Molecular characterization of aroma genes in Vitis vinifera var. ‘Moscato bianco’. Selected papers and abstracts from the 8th International Symposium on Grapevine Physiology and Biotechnology. Australian Journal of Grape and Wine Research, 16-S1: A21 D’Onofrio C., De Lorenzis G., Scalabrelli G., 2008. Studies of aroma biosynthesis in clusters of ‘sangiovese’ grapevine. Terzo Simposio Internazionale sul Sangiovese, Firenze 3-5 Dicembre 2008. D’Onofrio C., Matarese F., Scalabrelli G., Boss P.K., 2010b. Functional characterization of terpene synthases of ‘aromatic’ and ‘non-aromatic’ grapevine varieties. 10th International Conference on Grapevine Breeding and Genetics, 1-5 August 2010, Geneva, New York, USA. Oral 52I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
