ONOFRI TIPIzzAzIONE DELL’ORIGINE DI COLTIVAzIONE DELLA PATATA annata sorprendentemente limitato: 520 è stato il massimo numero osservato, per il confronto fra due <strong>varietà</strong>, Spunta e Sieglinde, entrambe coltivate in località Cozze, in Puglia. Anche il confronto varietale Spunta-Sieglinde in un’altra località, Margiotta, Puglia, risulta in 394 geni <strong>di</strong>fferenzialmente espressi in modo significativo ed al <strong>di</strong> sopra della soglia <strong>di</strong> 2 x. Dai dati del 2008 presi nel loro insieme, appare quin<strong>di</strong> che le <strong>di</strong>fferenze fra <strong>varietà</strong> (sezione superiore della Tabella II) giustifichino la maggior parte della modulazione dell’espressione dei geni che si può osservare; minore il numero <strong>di</strong> geni modulati (40-219) che si osservano confrontando le stesse <strong>varietà</strong> coltivate in regioni <strong>di</strong>verse (sezione interme<strong>di</strong>a in Tabella II). Infine, l’effetto della località (a parità quin<strong>di</strong> <strong>di</strong> <strong>varietà</strong> e regione considerata) appare praticamente trascurabile (anche se potenzialmente importante ai fini della <strong>caratterizzazione</strong> geografica del luogo <strong>di</strong> coltivazione), modulando soltanto 8-41 geni, a seconda delle località considerate, quin<strong>di</strong> meno dello 0,1% dei geni monitorati (sezione inferiore della Tabella II). Per valutare la possibilità <strong>di</strong> caratterizzare il luogo o la regione <strong>di</strong> coltivazione me<strong>di</strong>ante l’identificazione <strong>di</strong> uno specifico set <strong>di</strong> geni regolato rispetto ad una delle località utilizzate come riferimento, è utile avere una categorizzazione dei geni che mostrano significativa up- o down-regolazione nei vari confronti ed in<strong>di</strong>viduare un eventuale gruppo <strong>di</strong> geni costantemente regolati in <strong>di</strong>versi confronti, e la loro funzione putativa. I geni regolati nei vari confronti del 2008 sono perciò stato categorizzati in base ad una “gene ontology” predefinita, ed i risultati sono riassunti in Figura 3. Nel considerare la heat map <strong>di</strong> cui è composta questa figura, non va <strong>di</strong>menticato che le zone rosse o ver<strong>di</strong> sono <strong>di</strong> fatto equivalenti, in quanto un gruppo <strong>di</strong> geni che viene definito come “up-regolato” in un confronto ad esempio fra Sieglinde rispetto a Spunta, si definirebbe “downregolato” confrontando Sieglinde rispetto a Spunta; in realtà anche le zone bianche corrispondono a categorie funzionali non interamente indotte o represse, ma in cui un numero pressappoco uguale <strong>di</strong> geni è up- o down-regolato, ma pur sempre regolato. Di conseguenza, ciò che è rilevante in queste heat maps è la presenza <strong>di</strong> zone rosse (maggioranza <strong>di</strong> geni afferenti a quella categoria funzionale up-regolati) o ver<strong>di</strong> (maggioranza down-regolata nel confronto), ed in misura minore bianche (uguale quantità <strong>di</strong> geni indotti e repressi nella categoria), rispetto a quelle grigie (che segnalano mancata regolazione <strong>di</strong> praticamente tutti i geni <strong>di</strong> quella categoria). Come si può notare nella parte destra della tavola <strong>di</strong> Figura 3, dove sono riassunti i confronti fra località <strong>di</strong>verse delle stesse regioni e <strong>varietà</strong>, le classi metaboliche <strong>di</strong> geni che non variano sono la maggioranza (zone grigie). È interessante peraltro notare come in quasi tutti i confronti che riguardano due località, a parità <strong>di</strong> <strong>varietà</strong> e regione, il gruppo <strong>di</strong> geni afferenti al metabolismo secondario e alla risposta agli stress venga quasi sempre regolato, suggerendo che gli effetti maggiori della località siano soprattutto legati a situazioni contingenti <strong>di</strong> stress cui le colture si trovano a far fronte più che a fattori costitutivi. Ancora da notare il fatto che, come atteso, nel confronto fra le due <strong>varietà</strong> (sezione sinistra della tavola), siano sempre regolate quasi tutte le categorie, e nella maggior parte dei casi in maniera concorde in un senso o nell’altro (zone rosse e ver<strong>di</strong>), ed in una minoranza <strong>di</strong> casi in maniera <strong>di</strong>suguale, parte indotta e parte repressa (zone bianche). Solo nel confronto fra Spunta e Sieglinde in una specifica località, due categorie funzionali (<strong>di</strong> cui una, Other, onnicomprensiva) non sono risultate regolate. In qualche modo, il fatto che la maggioranza dei geni sia significativamente regolata in tutte le categorie funzionali per entrambi in confronti fra <strong>varietà</strong>, rafforza la nozione che le <strong>di</strong>fferenze varietali sono risultate ben più importanti <strong>di</strong> quelle dovute all’ambiente <strong>di</strong> coltivazione. Inoltre, i geni che appaiono <strong>di</strong>fferenzialmente regolati fra le <strong>varietà</strong> (Tabella II) risultano uniformemente <strong>di</strong>stribuiti in tutte le categorie funzionali, mentre per esempio i geni collegati alla crescita cellulare e ai processi biosintetici, sono in quasi tutti i confronti fra regioni e località non regolati (righe 3 e 18 rispettivamente della heat map), come atteso da tuberi maturati contemporaneamente ed in con<strong>di</strong>zione <strong>di</strong> dormienza. Come si nota dalla Figura 3, sono anche molto numerosi i geni che vengono segnalati come regolati, ma che non trovano omologhi funzionali in nessuna banca dati (no hits found) oppure anche perché gli omologhi hanno funzione sconosciuta (not assigned). Il limite nell’uso <strong>di</strong> uno strumento come il microarray risiede nel fatto quin<strong>di</strong> che, pur essendo stato interamente sequenziato il genoma <strong>di</strong> <strong>patata</strong>, la sua annotazione funzionale non è ancora completa. Di conseguenza, i dati ottenibili con questi confronti sono moltissimi, e richiederebbero <strong>di</strong> analizzare in dettaglio tutti questi geni sconosciuti ma potenzialmente importanti. L’analisi sui campioni 2008 si è poi rivolta ad in<strong>di</strong>viduare quali fossero specificatamente i geni che mostravano la regolazione maggiormente alterata in 18 MINERVA BIOTECNOLOGICA Marzo 2012
TIPIzzAzIONE DELL’ORIGINE DI COLTIVAzIONE DELLA PATATA ONOFRI Figura 3. — A) “Heat map” delle classi <strong>di</strong> geni up-, down- e non regolati nei <strong>di</strong>versi confronti effettuati nel 2008; B) “Heat map” delle classi <strong>di</strong> geni up-, down- e non regolati nei <strong>di</strong>versi confronti effettuati nel 2009. Vol. 24 - Suppl. 1 al N. 1 MINERVA BIOTECNOLOGICA 19
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