La regolazione di due geni predice la fioritura di mais in climi temperati

Variazioni di espressione della coppia di geni ZCN8 e ZCN12 sono alla base della variabilità di epoca di fioritura in mais coltivato in climi temperati. Questa è la conclusione dello studio pubblicato sulla rivista PLOS Genetics condotto dal team di ricercatori dell’Università Statale di Milano - dipartimento di Bioscienze, coordinato da Lucio Conti e che comprende Chiara Tonelli e Sara Castelletti, in collaborazione con l’INRA e LEPSE di Montpellier. 

Il mais è una pianta di origine tropicale la cui fioritura è stata oggetto di una forte pressione selettiva.  L’espansione di mais nei climi temperati è avvenuta grazie alla selezione di una serie di mutazioni che permettono alla pianta di fiorire in giorni lunghi, tipici della nostra estate. Esiste tuttavia una grande variabilità nella fioritura delle varietà di mais temperati, mantenuta a scopo adattativo. Per esempio, la possibilità di fiorire precocemente è utile in zone climatiche caratterizzare da estati siccitose, oppure molto corte, per evitare situazioni di stress estremo di siccità e freddo. Viceversa, climi caldi temperati impongono la selezione per una fioritura tardiva per massimizzare l’accumulo di biomassa. 

Qual è la base genetica di queste differenze di fioritura? Gli autori dello studio hanno utilizzato una collezione di 350 varietà di mais temperato di origine Nord Americana ed Europea. Questo approccio ha permesso di identificare decine di regioni genomiche associate al controllo della fioritura. Studiando nella stessa collezione l’espressione genica, si è scoperto che il livello di due geni omologhi ZCN8 e ZCN12 è direttamente associato alla precocità di fioritura. Il controllo dell’espressione di ZCN8 e ZCN12 deriva inoltre dalle medesime regioni coinvolte nel controllo della fioritura. 

“In questo studio siamo riusciti dimostrare come il contributo di diverse regioni genomiche associate alla fioritura sia ascrivibile al loro effetto sulla regolazione di ZCN8 e 12” commenta Lucio Conti. “Abbiamo potuto verificare inoltre come il processo di selezione e adattamento della fioritura ai nostri climi sia direttamente correlato al controllo trascrizionale di ZCN8 e ZCN” osserva Sara Castelletti, prima autrice dell’articolo, “Questa considerazione e la presenza di marcatori molecolari è utile per ottimizzare lo sviluppo varietale nel contesto delle variazioni climatiche generate dal riscaldamento globale”.

Lo studio è stato interamente finanziato dalla Fondazione Cariplo in collaborazione con la Fondation Agropolis francese all’interno del progetto CERES Florimaize.