Evoluzione dei meccanismi molecolari che controllano lo sviluppo delle strutture riproduttive nella gimnosperma Ginkgo biloba

L’affermazione del seme è stata una tappa chiave nell’evoluzione delle piante terrestri. I processi di impollinazione e fecondazione sono fondamentali nella riproduzione delle piante poiché assicurano la produzione dei semi e in definitiva la propagazione della specie. La maggioranza degli studi sulla riproduzione delle piante che producono semi sono stati condotti su specie modello, attraverso lo studio del loro fiore, ma per una migliore comprensione dell’evoluzione e dei meccanismi molecolari che regolano questi processi è necessario anche studiarli nelle gimnosperme, cioè le piante che producono semi senza avere dei veri e propri fiori. Nella gimnosperma Ginkgo biloba, il caratteristico albero con  foglie a ventaglio che diventano giallo oro prima di cadere in autunno, l’impollinazione e la fecondazione sono separate temporalmente, a differenza di quanto avviene nei fiori, in cui i due processi avvengono uno di seguito all’altro. Dagli alberi di Ginkgo dell’Orto botanico di Padova sono state raccolte strutture riproduttive  maschili e femminili a diversi stadi di sviluppo. Utilizzando questo materiale e tecniche di indagine avanzate (analisi RNAseq, trascrittomica, metabolomica, diversi approcci morfologici, ibridazione in situ) sono stati studiati dettagliatamente lo sviluppo del polline, il meccanismo di impollinazione, la germinazione del tubetto pollinico dentro l’ovulo e, per la controparte femminile, lo sviluppo dell’ovulo e i meccanismi di fecondazione. La descrizione dei geni attivati o soppressi nel momento cruciale dell’impollinazione (D’Apice et al., 2021, New Phytol., 2353) e il dialogo molecolare tra sporofito e gametofito femminile (D’Apice et al., 2022, Am. J. Bot., 887) sono stati recentemente pubblicati dal gruppo, che coordina un progetto finanziato  dall’EU (MSCA-RISE EVOFRULAND) coinvolgendo altri 13 gruppi di ricerca internazionali.