Un elegante sistema transgenico di marcatura fluorescente degli spermatozoi è stato sviluppato in C. capitata, la mosca mediterranea della frutta, utilizzando un promotore specie- e tessuto-specifico (del gene b2 tubulina: Ccb2t). Sono state in tal modo generate diverse linee transgeniche in cui i geni reporter tGFP (fluorescenza verde) o DsRedEx (fluorescenza rossa) vengono espressi durante la spermatogenesi in modo sesso-specifico, stabile e persistente. Lo scopo del presente lavoro è stato quello di visualizzare direttamente gli spermatozoi, sia per ragioni applicative che di ricerca di base. Infatti, un tale sistema può offrire sia un metodo efficiente per migliorare il monitoraggio dei programmi di Tecnica dell‟Insetto Sterile (SIT), sia per affiancare l‟analisi della biologia riproduttiva della specie in oggetto, in particolare per il trasferimento, per l‟immagazzinamento, la competizione e l‟uso degli spermatozoi. Spermatozoi fluorescenti verdi o rossi possono facilmente essere isolati dai testicoli di maschi transgenici e dalle spermateche di femmine selvatiche accoppiate con maschi fluorescenti. Saggi di laboratorio mirati a saggiare la competitività tra mosche transgeniche selvatiche hanno dimostrato che la marcatura generalmente non è di per sè svantaggiosa. Tuttavia, alcune linee transgeniche hanno subito un certo costo a livello di fitness, dovuto probabilmente alla presenza del transgene stesso, al suo punto di inserzione nel genoma, oppure a bottlenecks genetici durante l‟allestimento delle linee. Ciò nonostante, i maschi di una delle linee transgeniche non hanno mostrato alcuna riduzione significativa della loro fitness e hanno dimostrato di poter trasmettere in modo competitivo i loro geni alle generazioni successive. Pertanto, questo sistema di marcatura degli spermatozoi costituisce una valida alternativa all‟utilizzo delle polveri fluorescenti ad oggi utilizzate per distinguere le mosche sterili da quelle selvatiche, nell‟ambito delle operazioni di monitoraggio dell‟efficienza dei programmi SIT. Inoltre, tramite questo sistema di marcatura è ora possibile analizzare più facilmente alcuni aspetti della biologia riproduttiva di C. capitata, quali la fisiologia dell‟accoppiamento, la scelta del maschio da parte della femmina, la competizione spermatica, la qualità degli spermatozoi e altri comportamenti sessuali post-copulatori. La conoscenza dettagliata di questi processi biologici potrà a sua volta contribuire al miglioramento degli approcci di controllo biologico tramite SIT.

La transgenesi degli spermatozoi in Ceratitis capitata non compromette la fitness degli individui.

SCOLARI, FRANCESCA;BERTIN, SABRINA;GOMULSKI, LUDVIK;GABRIELI, PAOLO;MALACRIDA, ANNA RODOLFA;GASPERI, GIULIANO
2008-01-01

Abstract

Un elegante sistema transgenico di marcatura fluorescente degli spermatozoi è stato sviluppato in C. capitata, la mosca mediterranea della frutta, utilizzando un promotore specie- e tessuto-specifico (del gene b2 tubulina: Ccb2t). Sono state in tal modo generate diverse linee transgeniche in cui i geni reporter tGFP (fluorescenza verde) o DsRedEx (fluorescenza rossa) vengono espressi durante la spermatogenesi in modo sesso-specifico, stabile e persistente. Lo scopo del presente lavoro è stato quello di visualizzare direttamente gli spermatozoi, sia per ragioni applicative che di ricerca di base. Infatti, un tale sistema può offrire sia un metodo efficiente per migliorare il monitoraggio dei programmi di Tecnica dell‟Insetto Sterile (SIT), sia per affiancare l‟analisi della biologia riproduttiva della specie in oggetto, in particolare per il trasferimento, per l‟immagazzinamento, la competizione e l‟uso degli spermatozoi. Spermatozoi fluorescenti verdi o rossi possono facilmente essere isolati dai testicoli di maschi transgenici e dalle spermateche di femmine selvatiche accoppiate con maschi fluorescenti. Saggi di laboratorio mirati a saggiare la competitività tra mosche transgeniche selvatiche hanno dimostrato che la marcatura generalmente non è di per sè svantaggiosa. Tuttavia, alcune linee transgeniche hanno subito un certo costo a livello di fitness, dovuto probabilmente alla presenza del transgene stesso, al suo punto di inserzione nel genoma, oppure a bottlenecks genetici durante l‟allestimento delle linee. Ciò nonostante, i maschi di una delle linee transgeniche non hanno mostrato alcuna riduzione significativa della loro fitness e hanno dimostrato di poter trasmettere in modo competitivo i loro geni alle generazioni successive. Pertanto, questo sistema di marcatura degli spermatozoi costituisce una valida alternativa all‟utilizzo delle polveri fluorescenti ad oggi utilizzate per distinguere le mosche sterili da quelle selvatiche, nell‟ambito delle operazioni di monitoraggio dell‟efficienza dei programmi SIT. Inoltre, tramite questo sistema di marcatura è ora possibile analizzare più facilmente alcuni aspetti della biologia riproduttiva di C. capitata, quali la fisiologia dell‟accoppiamento, la scelta del maschio da parte della femmina, la competizione spermatica, la qualità degli spermatozoi e altri comportamenti sessuali post-copulatori. La conoscenza dettagliata di questi processi biologici potrà a sua volta contribuire al miglioramento degli approcci di controllo biologico tramite SIT.
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