Chimere e Sport nelle Piante

Chimere

• Le chimere sono piante con tessuti geneticamente diversi, ne esistono tre tipi:
  • Periclinale: la mutazione è presente in un solo strato e rimane confinata a tutti i tessuti che derivano da quello specifico strato.
  • Senoriale: le cellule mutate sono vicine a cellule normali, la mutazione è stabile e riguarda un seno della pianta, in tutti i tessuti.
  • Mericlinale: la mutazione è presente solo in un seno di un singolo strato, e non è stabile.
• Le piante senza spine sono un esempio di chimera periclinale.
• L'epidermide (originata dallo strato L1) non produce spine, mentre gli strati interni contengono l'informazione per la produzione di spine.
• La riproduzione agamica è fondamentale per mantenere il tipo senza spine, perché il polline originato da L2 porterà l'informazione per la presenza di spine.

Sports

• Uno sport è una pianta risultata da una mutazione improvvisa su una sua parte.
• La pianta viene mantenuta attraverso propagazione asessuale dalla parte della pianta mutata.
• Esempi di sports:
  • more senza spine
  • pesche senza peluria, senza seme, o con diverso colore della polpa.

Implicazioni di chimere e sports nel Plant Breeding

• Chimere e sports sono spesso limitati alle specie propagabili per via asessuale.
• La mutazione può essere mantenuta tramite riproduzione per via sessuata solo se interessa lo strato L2.
• Sono utili per caratteri qualitativi o a base monogenica e non per caratteri quantitativi.

Mutazioni

• Le mutazioni sono responsabili degli adattamenti all'ambiente e dell'evoluzione.
• Le mutazioni possono essere:
  • Spontanee: errori di appaiamento delle basi durante la replicazione del DNA.
  • Indotte: causate da agenti mutageni (sostanze chimiche, agenti fisici).
• Le mutazioni possono interessare:
  • Cellule germinali: effetto della mutazione nella generazione successiva.
  • Cellule somatiche: effetto limitato al singolo individuo.

Cenni di Biologia Cellulare Vegetale

• Le cellule meristematiche sono costituite da uno o due strati di cellule (L1 e L2), mentre il corpus è chiamato L3:
  • L1 forma l'epidermide.
  • L2 forma la corteccia, parte dei tessuti vascolari e della lamina fogliare.
  • L3 forma parte dei tessuti interni, come il midollo, ed anche la radice.
• I tessuti riproduttivi delle piante (anche il polline) si originano dallo strato L2.
• Se la mutazione non riguarda L2, non sarà trasmessa alla progenie per via sessuale.
• La perdita di cromosomi (gene loss) è un processo che porta alla diploidizzazione delle piante.
• La duplicazione dei geni può portare a:
  • Neofunzionalizzazione: uno dei due geni assume una funzione diversa.
  • Sub-funzionalizzazione: uno dei due geni perde una delle sue funzioni ancestrali.
• La poliploidizzazione è un processo che aumenta la diversità e la complessità delle piante.

Tetraploidia

• Gli autotetraploidi sono individui che hanno assetti cromosomici che derivano dalla stessa specie.
• Gli allotetraploidi derivano da specie diverse.
• Gli autotetraploidi derivano dall'unione di gameti non ridotti.
• Hanno una fertilità ridotta a causa della formazione di gameti sbilanciati.
• Gli allotetraploidi sono fertili e derivano dall'incrocio interspecifico di due specie diverse.
• L'allopoliploidizzazione è il meccanismo che supera la sterilità degli ibridi interspecifici.
• La filogenesi dei frumenti è un esempio di poliploidizzazione naturale.

Esempi di Allopoliploidia

• L'ibrido tra cavallo e asino produce il mulo e il bardotto.
• Mulo e bardotto sono sterili perché i cromosomi non si appaiano correttamente durante la meiosi.
• I frumenti coltivati appartengono al genere Triticum e sono diploidi (monococcum), tetraploidi (dicoccum) ed esaploidi (aestivum).
• Il frumento deriva dall'incrocio tra due specie diploidi che hanno dato origine ad un ibrido interspecifico sterile, il quale ha successivamente subito una poliploidizzazione generando un frumento tetraploide.
• Questo tetraploide si è incrociato con una specie diploide dando origine ad un triploide sterile, il quale si è raddoppiato casualmente generando un esaploide.
• L'incrocio interspecifico tra Triticum urartu (diploide AA) e Aegilops speltoides (diploide BB) ha generato Triticum turgidum (tetraploide AABB).
• La domesticazione di Triticum turgidum ha generato Triticum dicoccum (o farro).
• Da Triticum dicoccum si è selezionato Triticum durum (o frumento duro).

Questo quiz esplora il concetto di chimere nelle piante e le loro caratteristiche di mutazione. Scoprirai i tre tipi di chimere: periclinale, senoriale e mericlinale, e come la riproduzione agamica influisce su di esse. Inoltre, analizzeremo come le mutazioni improvvise possano dare origine a nuove varietà di piante.