PRIN 2022: Hypoxia sensing and tolerance in plants: a landscape genomics approach

In un'epoca caratterizzata da condizioni meteorologiche in rapido cambiamento e meno prevedibili, alimentate dalla crisi climatica, comprendere i meccanismi alla base dell'adattamento locale nelle piante è di fondamentale importanza per la conservazione delle specie. Con l'aumento della frequenza e dell'intensità delle precipitazioni estreme, aumentano anche gli eventi alluvionali dovuti alla saturazione idrica del suolo. Il conseguente insorgere di stress ipossico è una delle principali cause di danni alle colture e perdita di resa. Combinando dati genomici e di telerilevamento, è ora possibile studiare le popolazioni vegetali naturali che si sono evolute in diversi regimi di precipitazione e ricercare l'adattamento molecolare all'ipossia. In questo studio, utilizzando uno studio di associazione genomica ambientale (eGWAS) su 934 ecotipi di Arabidopsis georeferenziati non ridondanti, abbiamo identificato varianti funzionali del gene MED25 BINDING RING-H2 PROTEIN 1 (MBR1). Questo gene codifica per una ubiquitina-proteina ligasi che regola MEDIATOR25 (MED25), parte di un complesso multiproteico che interagisce con fattori di trascrizione che agiscono come driver chiave della risposta ipossica in Arabidopsis, ovvero le proteine CORRELATE AD AP2 RAP2.2 e RAP2.12. Attraverso la validazione sperimentale, dimostriamo che le varianti naturali di MBR1 hanno effetti diversi sulla stabilità di MED25 e, di conseguenza, sulla tolleranza all'ipossia. Questo studio evidenzia anche il ruolo fondamentale del modulo MBR1/MED25 nello stabilire una risposta ipossica completa. I nostri risultati dimostrano che i candidati molecolari per l'adattamento ambientale delle piante possono essere efficacemente estratti da ampi set di dati. Ciò supporta quindi la necessità di integrare la genetica diretta e inversa con una solida validazione della fisiologia molecolare dei risultati.

ENTE PROMOTORE: Ministero dell’Università e della Ricerca
NOME PROGETTO: Hypoxia sensing and tolerance in plants: a landscape genomics approach
PERIODO E DURATA: 12/10/2023 – 11/10/2025 – 24 mesi
FINANZIAMENTO: € 102.127
COORDINATORI: SSSA – Prof. Pierdomenico Maria PERATA