In passato la caratterizzazione di provenienze e varietà si basava sostanzialmente sullo studio di caratteri morfologici, fenologici e fisiologici che sono spesso in stretta relazione con le condizioni pedoclimatiche. Lo sviluppo delle recenti tecniche per l’analisi diretta del DNA ha offerto nuovi mezzi di valutazione. Studi di
Negli ultimi decenni alcuni studi hanno evidenziato l’importanza del frutto del noce per la salute umana (
Lo studio congiunto di caratteri quantitativi (morfologici, adattativi) e qualitativi (marcatori molecolari) è stato spesso considerato e l’eventuale associazione e relazione tra essi è di grande importanza scientifica e pratica.
Nel presente lavoro sono riportati dati preliminari di uno studio condotto con lo lo scopo di identificare e caratterizzare potenziali ecotipi italiani di
Il campionamento é stato eseguito nelle regioni Campania ed Abruzzo (
Sia l’estrazione del DNA genomico sia l’amplificazione di marcatori ISSR sono state eseguite secondo i protocolli opportunamente messi a punto per il noce (
Su un sub-set di 150 frutti, di cui 21 appartenenti alla varietà Bleggiana sono stati misurati alcuni tra i più comuni caratteri morfologici UPOV: A) Diametro equatoriale B) Diametro polare C) Rapporto tra A e B. Inoltre é stato valutato il peso secco del gheriglio.
Le indagini sono state condotte sugli stessi frutti misurati per i caratteri morfologici.
Estrazione Olio Totale: Il gheriglio di noci mature è stato disidratato mediante liofilizzazione e macinato in un mortaio di porcellana. L’olio totale è stato estratto con esano (1.5 ml/gr di tessuto). Dopo centrifugazione (7000 rpm, 20 min), il surnatante è stato raccolto ed il sedimento sottoposto ad estrazione per altre 3 volte. Dopo l’evaporazione dell’esano in corrente di azoto fino ad ottenere volume e peso costanti, è stata ottenuta la frazione pura di olio. Venti μl di olio sono stati risospesi in 1 ml di NaOH [1%] in metanolo ed idrolizzati a 80°C per 60 min. Dopo evaporazione sotto vuoto, il residuo è stato sciolto in 2 ml di acido solforico 0.15 N. Gli acidi grassi, solubilizzati in 1 ml di esano, sono stati analizzati in HPLC.
Estrazione Proteine Totali: Le proteine totali sono state estratte dalle farine residue con NaOH 0.1M e quantificate con il metodo di Lowry usando siero-albumina-bovina come proteina standard.
Analisi acidi grassi: L’identificazione e la quantificazione é stata fatta in HPLC (pompa Jasco Trirotar VI, rilevatore Jasco UV-975). I cromatogrammi alla lunghezza d’onda di 210 nm sono stati elaborati con un sistema Borwin. Le analisi effettuate su colonna Merck Purospher RP-18e (250x4 mm) eluita ad 1 ml/min con acetonitrile:isopropanolo:acqua (50:30:20) per 20 min e successivamente con acetonitrile:isopropanolo:acqua (50:45:5) per 10 min per verificare l’idrolisi completa dei trigliceridi.
La matrice dei marcatori ISSR è stata costruita mediante il codice binario presenza (1), assenza (0) di una banda amplificata. Il confronto tra genotipi campionati e le 4 varietà modello é stato effettuato mediante il coefficiente di similarità
Gli undici
L’analisi delle cooordinate principali (PcoordA) condotta sulla matrice SM (
Nella
Con lo scopo di chiarire le relazioni esistenti tra le provenienze, abbiamo stimato la differenziazione genetica (DG) tra gruppi mediante l’indice
Osservando la
Come già precisato, per tali dati preliminari come unica varietà di riferimento è stata arbitrariamente considerata solo Bleggiana. I valori medi dei caratteri morfologici dei frutti sono riportati in
Sui frutti collezionati nella stagione 2003-2004 è stata effettuata un’analisi preliminare biochimica dei principali composti: proteine totali, olio totale, acidi grassi polinsaturi (
Due accessioni della Campania, Trescine e Mesanole, presentano un’elevata similarità genetica, morfologica e biochimica con le due varietà-modello, Sorrento e Malizia, originarie entrambe della Penisola Sorrentina. La varietà Sorrento è famosa per la qualità del frutto di forma ellittica-oblunga (diametro equatoriale A: 32 ± 2 mm, polare B: 41.7 ± 2.47 mm, rapporto A/B: 0.75-0.78), elevato peso secco (11 ± 1 g), olio 55-60% DW (
Le piante localizzate nel circondario di Sulmona a differenti altitudini (Navelli 685 m, Contrada Chiuse 500 m, Valle Corvo 430 m, Pratola Peligna 330 m) ed a Villetta Barrea (Parco Nazionale d’Abruzzo, 1000 m) formano un unico cluster, e si dividono dal resto della collezione sulla base dei marcatori ISSR. Questo risultato trova conferma anche nella forma ovata - oblunga dei frutti appartenenti alle stesse popolazioni. Tuttavia, a causa della diversità tra gli individui, non risulta alcuna struttura genetica interna al gruppo. La differenziazione in base ai caratteri molecolari e morfologici delle accessioni di Sulmona potrebbe essere il risultato della selezione di genotipi locali, destinati alla produzione di frutti o di legno di qualità, mentre si può supporre che l’azione diretta dell’ambiente sia irrilevante. Inoltre, l’accessione Villetta Barrea, pur localizzandosi tra quelle del Parco Nazionale d’Abruzzo, è composta da piante probabilmente provenienti dalla vicina Valle Corvo. Lo scambio di materiale vegetale può essere avvenuto in passato grazie alla "transumanza” che si praticava in quelle zone. I pastori, che in estate trasferivano le loro greggi dalla valle di Sulmona ai pascoli del Parco Nazionale d’Abruzzo, tra vettovaglie ad alto valore nutrizionale possono aver trasportato, e quindi diffuso vicino agli stalli, anche le noci (Cannata F, comunicazione personale).
Montella, si distingue dalle altre provenienze campane mentre risulta geneticamente più simile a Pescasseroli e C. Alfedena, due località del Parco Nazionale d’Abruzzo. Poiché Campania e Abruzzo sono, come già detto, due regioni separate dagli Appennini, sembra improbabile che vi sia stato flusso di polline e/o semi tra tali siti geografici. La similarità perciò potrebbe essere il risultato di un adattamento degli individui a condizioni microclimatiche simili. Le piante raccolte a C. Alfedena che invece si mescolano con Pescasseroli potrebbero derivare da un insieme di semi di origine incerta, trasportati dall’uomo in quell’area; a ciò potrebbe essere dovuto la variabilità interna piuttosto elevata riscontrata per tale accessione. Pescasseroli e Montella che geneticamente si differenziano dalle altre provenienze, presentano anche particolari combinazioni di caratteri morfo-biochimici del frutto. La noci di Montella sono di forma ellittica - oblunga, dal gheriglio carnoso, con un più alto rapporto
Le piante collezionate a Pescasseroli presentano frutti di pezzatura medio-piccola, con livelli relativamente alti di acido oleico e bassi di
La correlazione, se pur di bassa entità, tra marcatori molecolari e caratteri morfologici, come anche quella tra morfologia e biochimica, è particolarmente interessante. Mentre sembra, infatti, confermata l’eredità materna per la forma e la grandezza del frutto, non appare nessun legame tra la madre e il contenuto di acidi grassi e proteine. Tali composti, che sono sostanze di riserva del seme, potrebbero essere sotto il controllo di più geni che si attivano allorquando occorrono particolari condizioni pedoclimatiche. Tuttavia tali deduzioni sono da considerarsi soltanto a livello di supposizioni poiché i marcatori genetici ISSR utilizzati, essendo neutrali, non necessariamente descrivono la diversità genetica di natura adattativa. Per approfondire lo studio delle correlazioni tra caratteri qualitativi e quantitativi sarebbe quindi necessario ripetere l’analisi con marcatori funzionali e, disponendo di opportuno materiale, con l’analisi di geni candidati.
Tuttavia, in base ai risultati ottenuti, potremmo formulare l’ipotesi che Montella e Pescasseroli siano realmente due ecotipi su cui approfondire le indagini e che esse potrebbero essere valorizzate come fonte di acidi grassi essenziali, e come accessioni da seme adatte per la riforestazione di zone montane e alta collina.
La ricerca è stata svolta nell’ambito del Programma di ricerca: Agro-Biotecnologie, Progetto: Valorizzazione della biodiversità frutticola mediterranea - BIOFRUM, Legge 449/97, 1999 del Ministero Università e Ricerca (MIUR).
Mappa geografica delle aree campionate e localizzazione delle varietà-modello.
Analisi delle coordinate principali di 358 genotipi totali basata sulla matrice di similarità
Analisi AMOVA delle 10 accessioni e delle varietà-modello su 134 marcatori ISSR totali.
Analisi delle coordinate principali di 10 accessioni provenienti dalla regione Campania (Trescine, Mesanole, Montella) e Abruzzo (Valle Corvo, Contrada Chiuse, Pratola Peligna, Navelli, Villetta Barrea, C. Alfedena, Pescasseroli) e quattro varietà-modello (Bleggiana, Feltrina, Sorrento, Malizia) basata su F PT, usando 134 ISSR totali.
Confronto tra le provenienze Pescasseroli, C. Alfedena e Montella e le quattro varietà-modello mediante l’Analisi delle Componenti Principali, basata su 134 ISSR.
Localizzazione geografica, temperatura media annua, precipitazioni medie annue di 10 siti in Campania e Abruzzo e delle zone d’origine delle quattro varietà-modello. Fonti: (1) www.sito.regione.campania.it: stazione di Baronissi; (2) www.stapacepicaavellino.com: stazione di Mirabella Eclano; (3) www.arssa.abruzzo.it
Regione | Provincia | Comune | Temp. media annua (°C) | Prec. medie annue (mm) | Localizzazione (lat., long.) | Altitudine (m s.l.m.) | Accessioni |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Campania | Salerno | Fisciano1 | 15.8 | 1137 | 40°42’N;14°50’E | 280 | Trescine |
Avellino | Cervinara2 | 14.8 | 567.3 | 41°03’N;14°40’E | 284 | Mesanole | |
Montella | 12.8 | 1341.3 | 40°48’N;15°00’E | 670 | Montella | ||
Abruzzo | Aquila | Sulmona3 (e dintorni) | 13.7 | 615 | 41°08’N;13°51’E | 330 | Pratola Peligna |
42°03’N;13°50’E | 430 | Valle Corvo | |||||
42°01’N;13°51’E | 500 | Contrada Chiuse | |||||
42°12’N;13°45’E | 685 | Navelli | |||||
Parco Nazionale dell’Abruzzo3 | 7.8 | 1520 | 41°47’N;13°47’E | 1000 | Villetta Barrea | ||
41°45’N;14°01’E | 1100 | C.Alfedena | |||||
41°49’N;13°46’E | 1200 | Pescasseroli | |||||
Varietà-modello | Provincia | Comune | Temp. media annua (°C) | Prec. medie annue (mm) | Localizzazione (lat., long.) | Altitudine (ms.l.m.) | |
Sorrento | Napoli | Sorrento | ca. 16 | 840 mm | 40°55’N;14°48’E | ca. 0-100 | |
Malizia | |||||||
Bleggiana | Trento | Bleggio Inferiore, Bleggio Superiore | ca. 9.6 | 1083 mm | 46°01’N;10°50’E | ca. 495-600 | |
Feltrina | Belluno | Feltre | ca. 13 | 1520 mm | 46°01’N;11°53’E | ca. 300-500 |
Lista degli 11 ISSR
Sequenza 5’- 3’ | N° bande | % polimorfismo | ||
---|---|---|---|---|
UBC-807 | AGAGAGAGAGAGAGAGT | 14 | 57.1 | 246-1168.5 |
UBC-810 | GAGAGAGAGAGAGAGAT | 12 | 58.3 | 467.4-1476 |
UBC-811 | GAGAGAGAGAGAGAGAC | 12 | 75 | 360-1629.8 |
UBC-834 | AGAGAGAGAGAGAGAGYT | 13 | 92.3 | 430.9-1599 |
UBC-836 | AGAGAGAGAGAGAGAGYA | 13 | 61.5 | 381.3-1660 |
UBC-841 | GAGAGAGAGAGAGAGAYC | 14 | 71.4 | 246-1537.5 |
UBC-856 | ACACACACACACACACYA | 12 | 75 | 351.4-1968 |
UBC-888 | BDBCACACACACACACA | 9 | 77.7 | 430.5-1199.25 |
UBC-889 | DBDACACACACACACAC | 12 | 58.3 | 430.5-1230 |
UBC-890 | VHVGTGTGTGTGTGTGT | 14 | 85.7 | 338.86-1476 |
UBC-891 | HVHTGTGTGTGTGTGT | 9 | 100 | 405.9-1291.5 |
Totale | - | 134 | 73.8 | - |
Differenziazione genetica delle provenienze in base al valore F pt calcolato su 134 marcatori ISSR (livello di significatività 0.01% per 1000 permutazioni). Sopra la diagonale: livello di significatività F pt per ogni confronto tra provenienze
Località | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 - Bleggiana | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
2 - Sorrento | 0.319 | 0.000 | 0.002 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
3 - Malizia | 0.322 | 0.058 | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
4 - Feltrina | 0.128 | 0.282 | 0.251 | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
5 - Mesanole | 0.289 | 0.196 | 0.207 | 0.265 | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
6 - Montella | 0.184 | 0.201 | 0.180 | 0.140 | 0.116 | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
7 - Trescine | 0.226 | 0.140 | 0.147 | 0.209 | 0.089 | 0.063 | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
8 - Pescasseroli | 0.205 | 0.203 | 0.181 | 0.172 | 0.230 | 0.131 | 0.156 | 0.000 | 0.002 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
9 - C.Alfedena | 0.178 | 0.194 | 0.160 | 0.136 | 0.222 | 0.123 | 0.161 | 0.053 | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
10 - V.Barrea | 0.279 | 0.213 | 0.195 | 0.230 | 0.222 | 0.111 | 0.148 | 0.133 | 0.142 | 0.000 | 0.158 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
11 - V.Corvo | 0.274 | 0.203 | 0.197 | 0.226 | 0.232 | 0.138 | 0.152 | 0.126 | 0.121 | 0.012 | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
12 - P.Peligna | 0.298 | 0.229 | 0.229 | 0.244 | 0.249 | 0.162 | 0.193 | 0.163 | 0.154 | 0.096 | 0.080 | 0.000 | 0.001 | 0.001 |
13 - C.Chiuse | 0.257 | 0.213 | 0.205 | 0.209 | 0.206 | 0.111 | 0.148 | 0.147 | 0.146 | 0.040 | 0.060 | 0.042 | 0.000 | 0.009 |
14 - Navelli | 0.276 | 0.192 | 0.189 | 0.214 | 0.205 | 0.124 | 0.154 | 0.159 | 0.164 | 0.061 | 0.092 | 0.056 | 0.013 | 0.000 |
Musure morfologiche e dati biochimici rilevati nei frutti delle accessioni analizzate e nella varietà-modello Bleggiana.
(a) | |||||
Morfologia | DiametroEquatoriale(A- mm) | DiametroPolare(B - mm) | Forma(A/B) | Peso Secco(gr) | |
---|---|---|---|---|---|
Pratola Peligna | 27.8 ± 1.59 | 31.53 ± 2.89 | 0.8816 | 7.63 ± 1.11 | |
Valle Corvo | 30.31 ± 1.58 | 32.97 ± 2.01 | 0.9193 | 9.83 ± 1.3 | |
Contrada Chiuse | 29.1 ± 2.06 | 31.75 ± 2.37 | 0.9165 | 9.00 ± 1.8 | |
Navelli | 30.61 ± 2.92 | 33.43 ± 2.17 | 0.9156 | 10.11 ± 1.14 | |
Villetta Barrea | 28.76 ± 2.73 | 30.72 ± 2.28 | 0.9361 | 7.97 ± 1.34 | |
C.Alfedena | 28.23 ± 0.99 | 32.77 ± 2.41 | 0.8614 | 8.92 ± 0.74 | |
Pescasseroli | 26.84 ± 1.3 | 31.02 ± 2.17 | 0.8652 | 6.72 ± 0.88 | |
Bleggiana | 26.89 ± 2.44 | 30.92 ± 2.71 | 0.8696 | 6.87 ± 1.43 | |
Montella | 30.61 ± 2.19 | 37.21 ± 2.89 | 0.8226 | 9.51 ± 1.75 | |
Trescine | 29.18 ± 1.6 | 35.62 ± 3.23 | 0.8192 | 9.39 ± 1.46 | |
Mesanole | 28.6 ± 1.41 | 36.62 ± 2.16 | 0.7809 | 9.62 ± 1.06 | |
(b) | |||||
Biochimica | Proteine Totali(mg/grpeso secco) | Olio Totale(mg/grpeso secco) | Acido ω-3% | Acido ω- 6% | AcidoOleico% |
Pratola Peligna | 187.566 ± 36.68 | 529.32 ± 43.50 | 15.93 ± 2.26 | 60.56 ± 5.15 | 23.50 ± 4.36 |
Valle Corvo | 178.897 ± 26.28 | 497.74 ± 74.80 | 16.62 ± 2.62 | 64.36 ± 3.95 | 18.92 ± 5.30 |
Contrada Chiuse | 178.023 ± 36.47 | 520.17 ± 36.18 | 15.01 ± 4.06 | 63.09 ± 3.07 | 22.01 ± 1.66 |
Navelli | 166.444 ± 29.31 | 497.00 ± 32.74 | 16.40 ± 2.93 | 61.80 ± 3.32 | 21.79 ± 4.37 |
Villetta Barrea | 211.648 ± 32.03 | 517.69 ± 39.52 | 17.96 ± 3.98 | 59.46 ± 3.44 | 22.50 ± 3.54 |
C.Alfedena | 225.569 ± 23.12 | 501.74 ± 43.20 | 16.97 ± 0.73 | 62.91 ± 2.25 | 20.16 ± 2.10 |
Pescasseroli | 249.403 ± 31.79 | 513.93 ± 31.99 | 17.96 ± 2.93 | 60.12 ± 3.27 | 21.90 ± 3.75 |
Bleggiana | 188.928 ± 37.12 | 525.70 ± 43.53 | 15.62 ± 2.20 | 57.42 ± 5.69 | 27.05 ± 5.88 |
Montella | 237.110 ± 46.86 | 488.89 ± 50.32 | 16.52 ± 3.17 | 69.14 ± 4.45 | 14.35 ± 5.37 |
Trescine | 226.617 ± 29.75 | 584.93 ± 40.80 | 19.96 ± 4.48 | 64.89 ± 2.81 | 15.18 ± 4.28 |
Mesanole | 244.326 ± 70.91 | 528.82 ± 49.42 | 17.97 ± 2.05 | 66.26 ± 5.40 | 15.71 ± 5.19 |
(a) Coefficiente di Pearson per lo studio della correlazione tra i caratteri quantitativi analizzati; (b) Correlazione statistica tra dati qualitativi (marcatori ISSR) e quantitativi secondo il test di Mantel (1000 permutazioni). (*): p<0.05; (**): p<0.01; (ns): non significativo.
(a) | |||||||||
Coefficiente r | Diametro Equatoriale | Diametro Polare | Peso Secco | Forma | Proteine Totali | Olio Totale | Acido ω- 3 | Acido ω- 6 | Acido Oleico |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
D. Equatoriale | 1 | - | - | - | - | - | - | - | - |
D. Polare | 0.566ns | 1 | - | - | - | - | - | - | - |
Peso Secco | 0.888** | 0.701* | 1 | - | - | - | - | - | - |
Forma | 0.128ns | -0.743** | -0.125ns | 1 | - | - | - | - | - |
Proteine Totali | -0.277ns | 0.428ns | -0.153ns | -0.731* | 1 | - | - | - | - |
Olio Totale | -0.305ns | 0.097ns | -0.130ns | -0.359ns | 0.175ns | 1 | - | - | - |
Acido ω- 3 | -0.009ns | 0.370ns | 0.118ns | -0.445ns | 0.628b* | 0.598ns | 1 | - | - |
Acido ω- 6 | 0.660* | 0.921** | 0.743** | -0.572ns | 0.382ns | -0.087ns | 0.231ns | 1 | - |
Acido Oleico | -0.567ns | -0.912** | -0.682* | 0.634* | -0.548ns | -0.133ns | -0.557ns | -0.936** | 1 |
(b) | |||||||||
Mantel Test | r - Product-moment correlation | P level | |||||||
Genetica x Morfologia | 0.3690 | 0.021* | |||||||
Genetica x Biochimica | 0.170 | 0.185ns | |||||||
Morfologia x Biochimica | 0.358 | 0.016* |