Variabilità genomica e meccanismi molecolari alla base della patogenesi di Candidatus Phytoplasma solani

'Candidatus Phytoplasma solani' è associato a malattie di numerose specie di piante coltivate, tra cui vite e pomodoro, che causano notevoli perdite economiche in Europa e nell’areale del bacino del Mediterraneo. L’epidemiologia di ‘Ca. P. solani’ è complessa e coinvolge numerosi insetti vettori (principalmente la cicalina Hyalesthes obsoletus) e piante ospiti presenti negli agroecosistemi. Per sviluppare metodi di gestione più mirati ed efficaci, è necessario comprendere l'intricata rete di interazioni tra fitoplasma, insetti vettori e piante ospiti. A livello molecolare, la patogenicità dei fitoplasmi è mediata da una serie di effettori proteici che manipolano la fisiologia della pianta ospite. L’attività di questi effettori interferisce con la biosintesi degli ormoni, la regolazione del ciclo cellulare e la risposta immunitaria della pianta ospite, determinando l’insorgenza dei sintomi caratteristici e facilitando la diffusione del patogeno. Questo studio ha l’obiettivo di identificare geni codificanti gli effettori putativi in genomi di nove ceppi di ‘Ca. P. solani’, appartenenti ai tipi tuf-a e tuf-b1, e di valutare la variazione della loro espressione in pomodoro, vinca e vite. L'analisi bioinformatica ha previsto: (i) identificazione di tutte le regioni codificanti dei genomi utilizzando PRODIGAL; (ii) previsione degli effettori putativi tramite SignalP.03 e TargetP.02 che identificano la presenza di siti di taglio e di peptidi segnale tramite l’impiego di una combinazione di reti neurali artificiali e di modelli Markov nascosti; (iii) analisi funzionale degli effettori putativi identificati utilizzando InterProScan (previsione domini funzionali). L'analisi bioinformatica ha portato all'identificazione di un totale di 30 effettori putativi, di cui 12 localizzati all'interno delle regioni SVM (sequenze a mosaico variabile) (effettori-SVM) e 18 al di fuori delle regioni SVM (effettori-non SVM). Interessante è il fatto che sette effettori SVM e otto non SVM siano stati identificati esclusivamente in ceppi di ‘Ca. P. solani’ tipo tuf-b1, quattro effettori SVM e tre non SVM esclusivamente in ceppi tipo tuf-a, e un effettore SVM e sette nonSVM siano condivisi tra i ceppi di tipo tuf-a e tuf- b1. Utilizzando il software PRIMER3, sono state disegnate coppie di primer (per PCR quantitativa) sulle sequenze nucleotidiche dei geni effettori identificati. Quested coppie di primer specifiche verranno impiegate in pomodoro, pervinca e vite per valutare l'espressione dei geni codificanti effettori putativi, al fine di indagare l’associazione tra uno specifico effettore e tipo di sintomi e loro gravità. La quantità assoluta di trascritti fitoplasmatici di un campione sarà normalizzata rispetto alla popolazione di fitoplasma misurata per lo stesso campione tramite qPCR, ottenendo un valore denominato Indice di Espressione (IE, numero di copie di trascritti per cellula di fitoplasma). I risultati di questo lavoro aumenteranno la conoscenza dei meccanismi molecolari coinvolti nelle interazioni ‘Ca. P. solani’-ospite, aprendo nuove prospettive per misure di controllo sostenibili.