• girasole
• piante di girasole infettate
• Rhizophagus irregularis
• trascrittoma
• variazioni del trascrittoma

Lo scopo del lavoro era quello di studiare, attraverso un approccio trascrittomico, le variazioni di espressione genica in radici di girasole (Helianthus Annuus) colonizzate dal fungo arbuscolare Rhizophagus irregularis.
Poiché ad oggi ancora non esiste un trascrittoma completo di girasole da utilizzare come database di riferimento, in una prima fase del lavoro è stato costruito un trascrittoma de-novo assemblando reads provenienti da sequenziamento Illumina di RNA isolato da radici micorrizate.
I contigs del trascrittoma, denominato HanMyc sono stati annotati attraverso comparazioni di sequenze depositate in database pubblici. Queste sequenze costituiscono un importante punto di partenza per studi di espressione genica in risposta alla micorrizazione non solo per il girasole ma anche per altre specie correlate.
Esperimenti di mappaggio delle reads ottenute dal sequenziamento hanno consentito di compiere valutazioni qualitative e quantitative a carico di geni coinvolti nel processo di micorrizazione.
Le analisi qualitative hanno mostrato che seppure una maggioranza dei geni espressi nelle radici non mostrava alterazioni di espressione in seguito all'infezione con Rhizophagus irregularis, un numero rilevante di geni è risultato specificatamente espresso nei campioni micorrizati.
Le analisi quantitative sono servite a determinare i geni differenzialmente espressi tra piante di controllo e piante infettate con micorrize. Queste analisi hanno mostrato che la colonizzazione in girasole comporta principalmente un aumento del livello di trascrizione di numerosi geni e tale variazione risulta ancora più evidente col progresso dell'infezione. Analisi di Gene Ontology dei geni differenzialmente espressi hanno permesso di determinare le categorie ontologiche maggiormente influenzate dalla micorrizzazione.
Confrontando i pattern di espressione di geni di girasole con quelli di geni ortologhi coinvolti nella micorrizazione in altre specie, si è osservato che molti di questi seguono meccanismi simili mentre altri hanno mostrato differenze. Per chiarire i processi molecolari alla base della simbiosi tra girasole e funghi arbuscolari, il trascrittoma HanMic potrà essere impiegato in futuro sia per valutare l'espressione di geni notoriamente implicati in questo processo, sia per identificarne altri di cui ancora non si conosce il coinvolgimento.
Vista l'enorme importanza agronomica che il H. annuus ricopre, sia come derrata alimentare che come prodotto non-food, è indubbio che notevoli benefici potranno essere tratti dall'accresciuta conoscenza del rapporto tra girasole e funghi arbuscolari, sia con lo scopo di aumentare le produzioni che di rendere la coltivazione più ecologicamente sostenibile.

The Thesis goal was to study, by using a transcriptomic approach, the gene expression variations in sunflower (Helianthus annuus) roots colonized by the arbuscular fungus Rhizophagus irregularis.
Since no complete sunflower transcriptome is available to date, a new one was built by assembling the reads obtained by the Illumina sequencing of the RNA isolated from colonized roots.
The contigs of the transcriptome (named HanMyc) were annotated by comparing them with sequences available in public databases. These sequences represent an important starting point to make gene expression studies in response to mycorrhization, not only for the sunflower but also for related species.
Reads mapping experiments onto the HanMyc transcriptome allowed the qualitative and quantitative evalutation of genes involved in the mycorrhization process.
Qualitative analyses showed that, even if the majority of root expressed genes did not show changes following the colonization by Rhizophagus irregularis, a significant number of genes was specifically expressed in mycorrhized samples.
Quantitative analyses allowed the identification of differentially expressed genes between control and treated plants. These analyses showed that the main result of arbuscular mycorrhizal colonization of sunflower is a transcriptional increase of many genes, and this variation becomes even more notable as the colonization advances. Gene Ontology analyses of differentially expressed genes allowed the identification of ontologies which were mainly involved in mycorrhization.
Comparing the expression patterns of sunflower genes with the ones of ortholog genes involved in other mycorrhized species, it was observed that many of these genes follow similar patterns, while others showed differences. To clear base molecular processes of the symbiosis between sunflower and arbuscular mycorrhizal fungi, the HanMyc transcriptome may be used in the future for both the evalutation of the expression of genes notoriously involved in mycorrhization and for the identification of new ones, unknown to date.
Since the great agronomic importance of H. annuus, as food and non-food crop, it's clear that huge benefits will be achieved by the extended knowledge of the connection between sunflower and arbuscular mycorrhizal fungi, for the purposes of increasing the yields and of making its cultivation more ecologically sustainable.