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Di Manus Thoen, ricercatore senior in fitopatologia
Nel miglioramento genetico per la resistenza, “più geni” suona come “più protezione”. Ma nella pratica, una resistenza piramidata non è automaticamente meglio. E in molti casi, un singolo gene dominante ben scelto offre una resistenza più forte, più pulita e più affidabile.
In Enza Zaden, tutti i principali caratteri di resistenza elevata nel pomodoro — ToMV, Fol, Pf e ora HREZ — si basano su singoli geni dominanti ben caratterizzati. Questi geni sono stabili, prevedibili e altamente efficaci quando inseriti nel giusto background genetico.
Un esempio classico è Tm-2², il gene di resistenza ai tobamovirus utilizzato per decenni in tutto il settore. È un singolo gene R dominante e ha mantenuto la sua efficacia per un periodo eccezionalmente lungo prima che comparissero ceppi in grado di superare la resistenza. Questo rimane uno dei più chiari esempi storici di vera Resistenza Elevata basata su un singolo gene dominante, con un enorme valore per l’industria del pomodoro.
“Tutte le nostre principali resistenze nel pomodoro sono basate su un singolo gene. Questo include HREZ, ma anche resistenze consolidate come Tm-22, un gene di resistenza dominante che funziona da oltre 50 anni. Questo gene di resistenza è stato considerato in tutto il settore una vera ‘Resistenza Elevata’ contro ToMV, e per molti aspetti HREZ è molto simile a Tm-22.”
Dal punto di vista del miglioramento genetico, un gene dominante è come un dono:
Al contrario, la piramidazione di più geni recessivi è lenta e complessa.
Alcuni programmi di breeding nel nostro settore si basano su combinazioni di geni recessivi. I meccanismi alla base di questi geni possono contribuire a una protezione parziale e spesso funzionano solo in stato omozigote, cioè servono due copie (una da ciascun genitore). Combinare questi geni può aiutare, ma è una strategia di breeding fondamentalmente diversa dall’utilizzo di un singolo gene R dominante.
Un solo gene recessivo, da solo, non garantisce una resistenza sufficiente. E usarlo in stato eterozigote non funziona affatto. In quel caso bisogna combinare due geni più deboli: non perché “di più è meglio”, ma per compensare un limite.
“Avere un singolo gene di resistenza dominante porta davvero velocità e chiarezza all’intero processo di breeding.”
La piramidazione diventa preziosa quando i geni hanno meccanismi diversi che agiscono sullo stesso patogeno. È allora che possono condividere il carico, ridurre la pressione virale e proteggere reciprocamente la loro durabilità.
È qui che risiede il futuro: HREZ come nucleo, supportato da meccanismi complementari come Tm-1 per quando sarà il momento giusto.
Quando è emerso il COVID‑19, il mondo ha imparato rapidamente che non tutte le forme di protezione funzionano allo stesso modo. Le mascherine sono diventate uno strumento cruciale — non perché uccidessero il virus, ma perché riducevano la diffusione. Hanno diminuito l’esposizione, rallentato la trasmissione e fatto guadagnare tempo. Ma per eliminare davvero il virus all’interno del corpo serviva qualcosa di completamente diverso: un sistema immunitario “addestrato” dalla vaccinazione.
Questa distinzione è utile quando si pensa alla resistenza a ToBRFV.
Alcuni meccanismi di resistenza nel pomodoro si comportano un po’ come le mascherine. Non eliminano il virus; riducono la carica virale, rallentano il movimento o limitano la replicazione. Questi meccanismi possono essere preziosi, soprattutto se combinati con buone norme fitosanitarie, ma non sono progettati per distruggere attivamente il virus una volta entrato nella cellula.
In questa analogia funziona più come il “sistema immunitario vaccinato” — una vera risposta da gene R che riconosce il virus e innesca una reazione di ipersensibilità per fermarlo. È l’unico meccanismo che conosciamo oggi in grado di uccidere attivamente le cellule infette e prevenire la diffusione sistemica.
E proprio come durante il COVID, mascherine e vaccini non erano strumenti in competizione — erano complementari. Lo stesso vale qui. I meccanismi che riducono la diffusione possono supportare HREZ, ma non lo sostituiscono. HREZ fornisce il forte e specifico riconoscimento immunitario; altri meccanismi aiutano a ridurre la pressione. Insieme formano un sistema più resiliente.
"HREZ funziona tramite un meccanismo di riconoscimento molto forte e specifico. È l’unico modo per uccidere attivamente il virus quando è nella pianta. Altri noti meccanismi di resistenza funzionano in modi diversi. HREZ è il fondamento della resistenza. Quando si fa stacking con questi altri meccanismi, serve una solida base di resistenza che solo HREZ può offrire."
La ricerca pubblica sulla resistenza ai tobamovirus mostra che le piante di pomodoro utilizzano diversi meccanismi biologici, e che questi meccanismi non offrono tutti lo stesso livello o lo stesso tipo di protezione. L’esempio più noto è Tm‑2², un gene di resistenza dominante di tipo NLR che riconosce la proteina di movimento del tobamovirus e innesca una risposta di ipersensibilità (Lanfermeijer et al., 2005). Questo singolo gene ha protetto per decenni la produzione mondiale di pomodoro prima che comparissero ceppi in grado di superare la resistenza, mostrando quanto possa essere potente un singolo gene dominante ben funzionante.
Accanto a questi sistemi forti basati su geni R, i ricercatori hanno identificato anche altre forme di resistenza in specie selvatiche di pomodoro. Diverse accessioni di Solanum habrochaites e S. peruvianum mostrano una resistenza parziale o tolleranza a ToBRFV e ad altri tobamovirus correlati, in cui il virus entra comunque nella pianta ma si accumula più lentamente o causa sintomi più lievi (Jewehan et al., 2022). Questi meccanismi riducono la diffusione virale piuttosto che eliminare il virus, risultando biologicamente diversi dalle risposte dominanti dei geni R. Tm-1, localizzato sul cromosoma 2, è un altro gene di resistenza ai tobamovirus ben studiato. Diversamente da HREZ, Tm-1 inibisce la replicazione del virus. Da solo non è sufficiente a proteggere completamente contro ToBRFV, ma può sicuramente contribuire in modo positivo quando combinato con la genetica giusta (Zinger et al., 2025), come HREZ.
Poiché questi meccanismi agiscono in punti diversi del ciclo di infezione, la piramidazione ha senso solo quando i geni coinvolti sono complementari (Michelmore et al., 2013). In pratica, questo significa che un forte gene R dominante fornisce l’innesco essenziale del riconoscimento, e meccanismi aggiuntivi possono aiutare a condividere il carico, ma non possono sostituire la funzione centrale di un gene R.
Più geni non significano automaticamente migliore. Ciò che conta è il gene giusto — impiegato in modo pulito e preciso. Oggi HREZ ci offre una base solida, dominante e “pulita”. E in futuro, una piramidazione strategica potrà aiutare a proteggerne la durabilità, garantendo ai produttori una resistenza affidabile e di lunga durata.
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