Uno studio su 206 cloni di Riesling collega la variabilità stagionale ai profili epigenomici

Nove stagioni di dati clonali

Lo studio, pubblicato su bioRxiv il 6 novembre, è stato diretto da scienziati della Hochschule Geisenheim University in Germania, con collaboratori in Australia e presso la University of Hohenheim. I ricercatori hanno esaminato 206 cloni di Riesling durante nove stagioni vegetative, valutando caratteri associati alla produzione e alla qualità del succo d’uva.¹

La questione centrale riguardava l’interazione tra genotipo e ambiente: la possibilità che un clone dalle prestazioni elevate in una stagione occupi una posizione relativa diversa in un’altra, con il variare delle condizioni meteorologiche e di altri fattori ambientali. Questa instabilità è particolarmente importante nelle colture perenni, perché le viti restano in vigneto per molti anni e le decisioni di selezione clonale possono essere costose e difficili da modificare.¹

Profili genomici ed epigenomici

Utilizzando UMR-seq, il gruppo ha prodotto profili genomici ed epigenomici appaiati dalla stessa libreria di campioni. Il livello genomico registrava le variazioni nella sequenza del DNA, compresi i polimorfismi a singolo nucleotide, mentre quello epigenomico identificava le regioni non metilate, segnali legati alla metilazione del DNA e alla regolazione genica che non modificano il codice genetico sottostante.¹

Quando i modelli statistici non includevano esplicitamente l’interazione tra genotipo e ambiente, gli effetti ambientali e residui rappresentavano le quote maggiori della variazione e l’effetto clonale principale era relativamente contenuto. Le relazioni genomiche spiegavano la maggior parte della varianza clonale in quattro dei cinque caratteri, mentre l’aggiunta di una matrice di relazione epigenomica produceva pochi cambiamenti.¹

Il contributo epigenomico alle variazioni stagionali

I risultati cambiavano quando i modelli consideravano direttamente gli effetti d’interazione specifici per annata. In questa analisi, le relazioni epigenomiche spiegavano una quota sostanziale della varianza dell’interazione tra genotipo e ambiente e contribuivano più delle relazioni genomiche in quattro dei cinque caratteri. Il risultato indica che le informazioni epigenomiche potrebbero essere particolarmente rilevanti per comprendere perché lo stesso clone modifichi le proprie prestazioni tra una stagione e l’altra.¹

I due livelli non riproducevano semplicemente gli stessi schemi. Secondo gli autori, le relazioni genomiche ed epigenomiche coglievano forme diverse di riclassificazione dei cloni da un anno all’altro, identificando cambiamenti distinti nelle prestazioni relative. Anche gli effetti genomici ed epigenomici stimati come più forti ricadevano generalmente in finestre genomiche diverse, con una sovrapposizione non superiore a quella attesa per caso.¹

Possibili applicazioni e questioni irrisolte

I risultati non dimostrano che i soli marcatori epigenetici possano prevedere prestazioni stabili in vigneto, e lo studio non propone un metodo diretto per selezionare i cloni. Se confermati, tuttavia, l’impiego congiunto di informazioni genomiche ed epigenomiche potrebbe in futuro aiutare selezionatori e vivai a valutare i cloni destinati a vigneti esposti a condizioni variabili. Una maggiore costanza della resa e della composizione del mosto sarebbe rilevante sia per la disponibilità di uva sia per la qualità del vino, ma ogni applicazione pratica resta ipotetica e richiede una validazione che vada oltre questo preprint.¹

Lo studio non stabilisce per quanto tempo persistano i segnali epigenomici, se i risultati siano applicabili oltre il Riesling, il sito studiato e i caratteri esaminati, né se schemi analoghi ricorrano in altre varietà di vite e colture perenni. La conclusione principale non è quindi che l’epigenomica sostituisca la genomica: le relazioni genomiche erano più informative per l’effetto clonale principale nella maggior parte dei caratteri, mentre quelle epigenomiche spiegavano una parte maggiore dello schema d’interazione da un anno all’altro.¹

Poiché il lavoro non è stato sottoposto a revisione paritaria, i metodi e l’interpretazione richiedono ancora una verifica indipendente. Il dataset—206 cloni di Riesling osservati durante nove stagioni—è tuttavia insolitamente esteso per uno studio sui cloni in vigneto e offre una prima base per indagare le cause molecolari dell’interazione tra genotipo e ambiente e verificare se dati genomici ed epigenomici appaiati possano migliorare la selezione per ambienti variabili.¹