Svelati i segreti genetici della rosa: dalle origini alle caratteristiche del fiore

Rosa e fragola sono specie molto vicine. In futuro le rose potrebbero avere un profumo ancora più dolce

[2 maggio 2018]

La rosa è una pianta ornamentale emblematica nella storia dell’umanità, sia da un punto di vista culturale che storico. La coltivazione delle rose nei giardini è iniziata migliaia di anni fa, probabilmente in Cina. Durante il periodo romano, le rose erano ampiamente coltivate in Medio Oriente, dove venivano utilizzate per i loro petali o come profumi. Nel XV secolo, la rosa divenne addirittura  il simbolo della lotta per il trono inglese durante la “Guerra delle Rose”: la rosa bianca rappresentava la Casa di York, e la rosa rossa simboleggiava la Casa di Lancaster.Ora lo studio “The Rosa genome provides new insights into the domestication of modern roses” pubblicato su Nature Genetics da un consorzio internazionale di 40 ricercatori francesi, cinesi, britannici e tedeschi, ha permesso, attraverso l’analisi del genoma delle rose di rintracciare i contributi delle rose europee e cinesi al genoma delle rose moderne e di identificare l’insieme dei geni coinvolti nella biosintesi del profumo e del colore.

I ricercatori francesi del l’Inra, dell’Ens di Lione, del Cea, del CNRS e dell’Université Claude Bernard Lyon 1  dicono che «Questi lavori sono essenziali per progettare delle varietà che ottimizzeranno in particolare le qualità del fiore in un contesto di cambiamenti globali. Le attuali rose che sono presenti nei nostri giardini e balconi sono il frutto di numerosi incroci e ibridazioni e aver decifrato il “libro” genetico completo di questa pianta così pregiata rappresenta una tappa essenziale per comprendere la sua biologia e l’origine della sua diversità. Per farlo ci sono voluti 8 anni di lavoro combinati a strategie e strumenti innovativi che hanno permesso di sequenziale e decifrare l’insieme dell’informazione genetica in 7 coppie di cromosomi di Rosa chinensis “Old blush” e di caratterizzare la totalità dei suoi 36,377 geni.

Gli scienziati hanno scelto la Rosa chinensis “Old blush”, originaria della Cina e antenata di molte varietà di rose moderne, che fiorisce più volte all’anno e sottolineano che «Tra le rose, le differenze tra le sequenze dei cromosomi ereditati da due parenti complicano il sequenziamento dei frammenti dei genomi identificati dai robot di sequenziamento». Per questo i ricercatori hanno combinato due approcci: una strategia di coltura cellulare che ha permesso di ottenere una rosa che possiede un genoma nel quale ogni gene proviene da un solo parente; una strategia di sequenziamento ad alto rendimento che utilizza uno dei robot più recenti, del tipo PacBio, che ha prodotto delle sequenze molto più lunghe di quelle delle tecnologie precedenti, il che ha facilitato l’assemblaggio e la ricostruzione dei cromosomi.

I ricercatori spiegano che «La comparazione di questo genoma di riferimento del genere Rosa con quelli di altre piante della famiglia delle Rosacee (fragola, lampone, mela, pera, pesca, susino…) ha dimostrato che la rosa, la fragola e il lampone sono evolutivamente molto vicini e ha permesso di ricostruire i genomi ancestrali durante l’evoluzione della famiglia delle Rosacee». Uno dei ricercatori coinvolti nello studio, Mohammed Bendahmane dell’ENS di Lione, ha detto a BBC News: «Qui abbiamo un libro sulla storia della rosa. Un libro che ci aiuta a capire la rosa, la sua storia e il suo viaggio attraverso l’evoluzione e l’addomesticamento. La rosa e la fragola sono specie molto vicine».

Gli scienziati hanno studiato l’origine dei  cromosomi della rosa “La France”, ottenuta nella regione di Lione nel 1867: un ibrido che combina la crescita vigorosa delle specie europee e la fioritura pluriennale delle specie cinesi. All’Université Claude Bernard Lyon 1 spiegano che «Per farlo hanno proiettato, sul  geneoma di riferimento, i dati genomici delle principali varietà di rose  originarie dell’Europa, del Medio Oriente e della Cina, che hanno contribuito alla domesticazione della rosa. Hanno così identificato l’origine dei geni coinvolti nella definizione delle caratteristiche più apprezzate nelle rose moderne, come la fioritura multipla, piuttosto che di origine cinese».

I ricercatori del consorzio internazionale hanno identificato i principali geni coinvolti nella fioritura, nello sviluppo del fiore, nella riproduzione, nella fragranza e nella sintesi dei pigmenti all’origine delle colorazioni rossas (famiglia degli antociani) e hanno ricostruito i percorsi della biosintesi nei quali intervengono questi geni. Il team di ricerca ha evidenziato in particolare un gruppo di geni implicati simultaneamente nella regolazione del colore e del profumo del fiore e conclude: «Questi lavori costituiscono una base solida per svelare i meccanismi molecolari e genetici che governano le caratteristiche  delle rose e la loro diversità. Alla fine, contribuiranno ad accelerare la selezione e il miglioramento della qualità della regina dei fiori. Queste conoscenze saranno ugualmente utili per studiare altre specie della famiglia delle Rosacee e di altre piante ornamentali».