Functional characterization of a ripening induced RGF-like peptide hormone in peach

Nelle piante superiori la coordinazione delle interazioni cellula-cellula, durante i diversi stadi di sviluppo, è mediata prevalentemente da ormoni vegetali la cui natura chimica spazia da semplici molecole, come l’etilene, a molecole dalla struttura più complessa, come i brassinosteroli. Inoltre sono stati recentemente riconosciuti come importanti segnali intercellulari anche piccoli peptidi, con funzione ormonale, in grado di coordinare e definire specifiche funzioni nelle piante. Questi sono coinvolti in numerosi processi, come le risposte di difesa, la crescita del callo, l’organizzazione del meristema, la crescita delle radici, i fenomeni di abscissione e il cross-talk tra ormoni. In pesco, il peptide codificato dal gene ctg134 rappresenta un possibile candidato come mediatore nell’interazione tra auxina ed etilene. Inizialmente annotato come gene a funzione sconosciuta, il ctg134 è stato identificato mediante esperimenti di microarray condotti nell’ambito di studi sul processo di maturazione della pesca. Ulteriori esperimenti hanno mostrato come tale gene sia indotto dalla maturazione e, diversamente dagli altri geni legati a tale sindrome, sia indotto dall’auxina e dall’1-MCP, ma represso dall’etilene. Recentemente è stato evidenziato come esso presenti numerose similitudini con i peptidi ormonali appartenenti alla classe RGF (Root Growth Factor), caratterizzati in Arabidopsis. Fusioni del promotore con il gene GUS sono state utilizzate per creare linee transgeniche di tabacco e Arabidopsis, nelle quali è stata evidenziata attività del promotore in cellule in cui ci potrebbe essere interazione tra auxina e etilene, come la formazione di radici laterali e l’abscissione di organi. Trattamenti con auxina esogena su germinelli di tabacco pctg134::GUS hanno permesso di evidenziare come la sequenza regolatrice risponda a bassi livelli di auxina esogena e la risposta sia massima entro 6 ore dall’applicazione dell’ormone. La sovraespressione del gene codificante il ctg134 in piante di tabacco ha reso possibile osservare nelle radici un aumento della lunghezza e del numero dei peli radicali e, nella parte riproduttiva, l’ingrossamento dell’ovario. Entrambi i fenotipi potrebbero essere dovuto a un’aumentata sensibilità all’etilene. Questo aspetto è stato confermato dall’analisi dell’espressione dei geni ACO in germinelli di tabacco che sovra-esprimono il peptide codificato dal ctg134. I dati ottenuti sembrano confermare come il ctg134 sia realmente attivo nel cross-talk tra auxina ed etilene, essendo indotto dall’auxina e portando ad un aumento nella sensibilità all’etilene in vari tessuti. Per facilitare l’analisi funzionale di geni regolatori implicati nel processo di sviluppo e maturazione del frutto, sono stati messi a punto nuovi strumenti per la sovra-espressione genica attraverso la modificazione di un sistema di vettori a due componenti basato sul fenomeno della transattivazione. Questi vettori sono stati adattati per ottenere un’espressione specifica nella bacca di pomodoro, e sono ora disponibili per futuri studi di caratterizzazione funzionale di geni coinvolti nel processo di maturazione.