- Effetti dei diversi trattamenti post-raccolta sull'espresione di geni nelle drupe di caffè (coffea arabica)
- Modonut, Martina
Subject
- Coffea arabica
- espressione genica
- sequenziamento
- qualità del caffè
- SCIENZA, TECNOLOGIA ED ECONOMIA NELL'INDUSTRIA DEL CAFFE'
- BIO/18 GENETICA
Description
- 2008/2009
- L'aroma di una tazza di caffè appena preparata è l'espressione finale di una lunga catena di trasformazioni che partano dal chicco verde alla bevanda fumante. I semi di caffè contengono tutti i precursori necessari per generare l'aroma durante la fase di tostatura, ma nel determinare un prodotto di qualità concorrono diversi fattori: la genetica, la chimica, l'ambiente e l'uomo. Questo lavoro di ricerca si divide essenzialmente in due parti. In una prima fase è stato possibile aggiornare il database locale con informazioni genetiche riguardanti il trascrittoma delle drupe in via di maturazione di Coffea arabica. La seconda fase, mediante l'utilizzo della tecnica della real time PCR, ha permesso lo studio del profilo di espressione genica dei semi di caffè verde trattati con diversi metodi post-raccolta e con diverse percentuali di acqua. La raccolta di cDNA di drupe in via di sviluppo è stata processata attraverso l'utilizzo di 2 diverse tecniche di sequenziamento, il metodo a terminazione di catena (Sanger) e l'innovativo pirosequenziamento (454 Sequencing) ed è stato possibile aggiornare il database locale (www.coffeedna.net). In totale sono state ottenute 148.777 sequenze sotto forma di Expressed Sequence Tag's (EST). Queste sono state processate eliminando sequenze a bassa qualità, sequenze altamente ripetute e togliendo eventuali adattatori. Successivamente sono state sottoposte ad assemblaggio ibrido, metodica che permette di utilizzare i dati derivanti da tecniche di sequenziamento diverse (454 Sequencing e Sanger) per ottenere delle lunghe sequenze contigue (contig) rappresentanti di potenziali geni. Successivamente è stata fatta l'annotazione genomica per l'idetificazione dei geni e di altri elementi funzionali. In totale è stato possibile annotare 5.774 contig (sui 22.383 iniziali), pari al 25,66% di identificazioni. Nella seconda fase del progetto di ricerca, l’obiettivo è stato volto alla caratterizzazione di alcuni processi biologici mediante un’attenta valutazione quantitativa dell’espressione genica con real time PCR. Si tratta di una tecnologia sensibile e specifica che consente la contemporanea valutazione di un certo numero di marcatori utilizzando una limitata quantità di campione. Questa metodica consente di avere un dato di espressione relativa di un gene bersaglio che viene quantizzato normalizzando contro qualcosa di costitutivo, i geni di riferimento (o reference genes). Questi sono trascritti il cui livello di espressione è costante attraverso tutti i campioni e nelle varie condizioni di reazione. Per questo lavoro sono stati identificati 2 specifici reference genes (GAPDH e Rpl 7) di Coffea arabica. Dalle informazioni dei database pubblici e del nostro database locale è stato invece possibile selezionare e disegnare 16 coppie di primer, specifici per C. arabica, da studiare nell'analisi di espressione dei geni in determinati campioni. Un profilo di espressione genica viene definito come l’insieme dei geni attivati in un tessuto in un particolare momento o condizione. È possibile misurare le differenzetra tessuti diversamente trattati, analizzandone semplicemente il profilo dei geni espressi attraverso la tecnica della real time PCR. Per questo lavoro di tesi sono stati selezionati 16 geni d'interesse sia metabolico che biochimico, coinvolti in diverse attività cellulari di regolazione dei livelli di alcuni composti, quali lipidi, carboidrati, caffeina e acidi clorogenici, associati a caratteristiche qualitative della bevanda. I geni selezionati sono stati studiati in diversi campioni e in diverse situazioni. Innanzitutto sono state studiate le relazioni tra l'espressione relativa dei geni in campioni che si differenziano per il luogo di crescita e per i trattamenti post-raccolta. Avendo a disposizione semi di caffè verde di origine brasiliana coltivati in 2 località e trattati con 3 diversi trattamenti postraccolta (metodo naturale, lavato e semilavato) è stato possibile evidenziare come in alcuni casi le località siano discriminanti sull'espressione genica, mentre altre volte siano i trattamenti post-raccolta ad essere significativi della variabilità nell'espressione genica. In un secondo momento gli stessi geni sono stati analizzati in campioni con diverse concentrazioni di acqua nel seme verde. È ben noto dalla normativa internazionale di standardizzazione ISO 1446:2001 che il contenuto di acqua del seme deve corrispondere ad un valore pari al'11±1% per consentire un adeguato stoccaggio e trasporto dei campioni senza incorrere in difetti quali la fermentazione o la rottura dei chicchi. Dalle analisi real time è stato possibile individuare come in alcuni casi le percentuali di acqua incidano in modo significativo sull'espressione di alcuni geni: dopo un picco di attività nei campioni con il 14,1% di acqua residua, al diminuire della concentrazione di acqua residua diminuisce l'espressione di alcuni geni, probabilmente in seguito ad una degradazione del delicato messaggero. Questi dati sono molto importanti dal punto di vista qualitativo perché potrebbero consentire alcune migliorie nella qualità finale del prodotto. È doveroso ricordare che nella definizione dell'aroma ci sono più di 800 singoli composti che combinandosi tra loro danno origine alle qualità percettive della bevanda ed inoltre la componente personale ha un impatto importante sulla definizione di miglior o peggior aroma.
- XXII Ciclo
- 1978
Date
- 2010-06-09T07:32:19Z
- 2010-06-09T07:32:19Z
- 2010-04-26
Type
- Doctoral Thesis
Format
- application/pdf
Identifier
urn:nbn:it:units-8931