La rosa canina (Rosa canina), la specie di rosa selvatica, ha un genoma pentaploide con 35 cromosomi. Ha un numero dispari di cromosomi, ma può riprodursi sessualmente tramite una forma unica di divisione cellulare chiamata "meiosi canina", in cui solo due serie di cromosomi subiscono una regolare divisione meiotica, mentre i restanti 21 cromosomi vengono trattenuti dalla cellula uovo in modo asimmetrico. La fecondazione dell'uovo tetraploide con il polline aploide dà origine a una prole pentaploide. Il meccanismo alla base di questa meiosi asimmetrica osservata nelle rose canine era sconosciuto. In uno studio recente, i ricercatori hanno scoperto che le dimensioni del centromero giocano un ruolo decisivo nel determinare se un cromosoma si formerà bivalente o rimarrà spaiato. I cromosomi con dimensioni del centromero inferiori si formano in coppia e si dividono simmetricamente, mentre i cromosomi con dimensioni del centromero maggiori rimangono spaiati e vengono trattenuti dalle cellule uovo. Questo è significativo per il miglioramento genetico delle piante, poiché apportare modifiche appropriate alle dimensioni del centromero significherebbe l'ereditarietà di un cromosoma desiderato.
Il numero di cromosomi nella prole deve rimanere lo stesso dei genitori per garantire la continuità e l'integrità del pool genico. Per garantire ciò, le gonadi nella maggior parte degli animali e delle piante superiori subiscono una divisione cellulare meiotica simmetrica che porta alla produzione di gameti aploidi contenenti un numero pari di cromosomi (n), in modo che il numero diploide originale (2n) venga ripristinato nello zigote dopo la fecondazione dell'ovulo da parte del gamete maschile. Ad esempio, gli esseri umani hanno 23 coppie (2n = 46) di cromosomi. La divisione meiotica nelle gonadi produce simmetricamente ovuli e spermatozoi aploidi con (n = 23), in modo che il numero diploide originale (2n = 46) venga ripristinato nello zigote dopo la fecondazione. Questo è il caso della maggior parte delle specie di piante e animali che si riproducono sessualmente. Hanno un numero pari di cromosomi. Tuttavia, la riproduzione sessuale nella rosa canina è unica.
La rosa canina (Rosa canina), la comune specie di rosa selvatica rampicante, ha un genoma pentaploide, ovvero cinque serie di cromosomi, ognuno dei quali ne contiene 7. La pianta ha un numero dispari di cromosomi, per un totale di 35, ma può riprodursi sessualmente grazie a una forma asimmetrica di divisione cellulare meiotica chiamata "meiosi canina", in cui solo due serie (=14) di cromosomi formano cromosomi bivalenti e subiscono una regolare divisione meiotica, mentre i restanti cromosomi (=21) vengono trattenuti dalla cellula uovo.
Nella meiosi della Canina, alcuni cromosomi rimangono spaiati (univalenti), mentre altri si accoppiano (bivalenti). I cromosomi spaiati vengono eliminati durante la spermatogenesi, dando origine a un granulo pollinico aploide contenente solo i cromosomi bivalenti. Nell'oogenesi, invece, l'ovulo cella riceve un set di cromosomi bivalenti e tutti i 21 cromosomi spaiati, rendendo la cellula uovo tetraploide. La fecondazione della cellula uovo tetraploide con il polline aploide (con i cromosomi bivalenti) ripristina il genoma pentaploide (5n) nella prole. Pertanto, la prole della rosa canina è principalmente clonata e in parte riprodotta sessualmente. Questa forma unica di riproduzione è nota da un secolo, tuttavia il suo meccanismo era sconosciuto.
In un recente studio, i ricercatori hanno studiato come avviene il trasporto mirato dei cromosomi spaiati nelle cellule uovo durante l'oogenesi nelle rose canine. Hanno scoperto un coinvolgimento delle dimensioni dei centromeri dei cromosomi. Centromeri più grandi si trovavano principalmente nei cromosomi spaiati, mentre i centromeri che formano cromosomi bivalenti erano arricchiti di retrotrasposoni. Le prove suggeriscono che la dimensione del centromero di un cromosoma determina se il cromosoma formerà cromosomi bivalenti o rimarrà spaiato per essere mantenuto nella cellula uovo durante l'oogenesi asimmetrica. I cromosomi con piccole dimensioni del centromero formano cromosomi bivalenti e subiscono una divisione simmetrica, mentre quelli con grandi dimensioni del centromero rimangono spaiati e vengono mantenuti in modo asimmetrico nella cellula uovo. Questo è significativo per il miglioramento genetico delle piante, poiché apportare modifiche appropriate alle dimensioni del centromero significherebbe ereditare un cromosoma desiderato.
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Riferimenti:
- Lunerová J., et al. 2020. La meiosi canina asimmetrica è accompagnata dall'espansione di un satellite pericentromerico nei cromosomi univalenti non ricombinanti del genere Rosa. Annals of Botany, Volume 125, Numero 7, 4 giugno 2020, Pagine 1025-1038, Pubblicato: 25 febbraio 2020. DOI: https://doi.org/10.1093/aob/mcaa028
- Herklotz, V., Zhang, M., Nascimento, T. et al. I centromeri bimodali nelle rose canine pentaploidi fanno luce sulla loro meiosi unica. Nature (2025). Pubblicato il 18 giugno 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09171-z
- Max-Planck-Gesellschaft. DRIVE TO SURVIVE: La riproduzione apparentemente impossibile delle rose canine si basa su un trucco del centromero. Pubblicato il 18 giugno 2025. Disponibile su https://www.mpipz.mpg.de/pr-marques-2025-06-en
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