Studio della variabilità morfologica e genetica di popolazioni appartenenti a specie polimorfe e adattate ad habitat ecologicamente differenziati, finalizzato all’individuazione di ecotipi con valore di bioindicatori

Breve descrizione della ricerca: studio biosistematico della variabilità fenotipica e genetica di specie polimorfe e delle loro popolazioni in relazione all’ambiente in cui esse vivono allo scopo di individuare i fattori responsabili della differenziazione entro e tra le popolazioni. Lo studio biosistematico è caratterizzato da un’impostazione multidisciplinare in cui l’indagine ecologica, lo studio biometrico e l’analisi molecolare contribuiscono in ugual misura all’individuazione del grado e della natura dei polimorfismi che caratterizzano le popolazioni oggetto di studio e dei principali fattori responsabili di tale variabilità. Il rilevamento dei principali fattori ecologici che caratterizzano la stazione in cui vive la specie oggetto di studio è indispensabile ai fini dell’interpretazione e dell’individuazione delle cause della variabilità tra le popolazioni. Lo studio biometrico ha lo scopo di evidenziare i caratteri morfologici che presentano una variabilità discreta inter- e intra-popolazionale. I dati relativi ai caratteri qualitativi e quantitativi rilevati vengono successivamente sottoposti a elaborazione statistica allo scopo di evidenziare le discontinuità che differenziano le popolazioni considerate. L’indagine biomolecolare infine, consente di distinguere geneticamente le popolazioni polimorfe, individuate con lo studio biometrico, verificando se la variabilità fenotipica possa trovare riscontro in una diversificazione genetica. In particolare l’utilizzazione di tecniche biomolecolari (PCR; RAPD-PCR), costituisce uno strumento indispensabile di indagine nello studio biosistematico e nello studio della biodiversità, dal momento che le risorse genetiche rappresentano le basi della biosfera e la loro espressione contiene la misura di base della diversità biologica. La biodiversità di carattere genetico non è solo indicativa della plasticità e della potenzialità evolutiva della specie stessa, ma consente di formulare alcune ipotesi circa il valore tassonomico intraspecifico e di bioindicatore che le popolazioni differenziate possono assumere. Talvolta è infatti possibile individuare nell’ambito della stessa specie morfotipi distinti, che rappresentano aspetti differenziati geneticamente, identificabili come ecotipi legati a condizioni ecologiche diverse e come tali con valore indicatore significativo.

Principali risultati conseguiti: è stato intrapreso uno studio biosistematico dei polimorfismi che caratterizzano le seguenti specie:

-         S. officinalis L. (Rosaceae), caratterizzata da notevole variabilità riscontrabile a livello morfologico quale il macrosomatismo presentato dalle popolazioni delle stazioni umide lombarde;

-         S. minor Scop. (Rosaceae), il cui polimorfismo intraspecifico è in genere correlato a differenze di habitat;

-         Rumex scutatus L. (Polygonaceae), caratterizzata da marcato polimorfismo spesso legato a differenze di substrato e che contribuisce a rendere incerto l’inquadramento sistematico a livello intra-specifico di popolazioni differenti e di conseguenza il riconoscimento di numerose sottospecie o varietà. Le popolazioni polimorfe individuate sulle Alpi lombarde sono state inoltre confrontate con campioni provenienti da popolazioni viventi sulle lave dell’Etna (CT), descritte come R. aetnensis C. Presl, specie che in alcune flore non viene riconosciuta come distinta da R. scutatus.

Per analizzare la variabilità genetica inter-popolazionale sono state utilizzate tecniche di biologia molecolare basate sull’uso dei marcatori RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA).

Tali indagini hanno consentito da un lato di definire in maniera più precisa la spiccata variabilità morfologica che caratterizza le specie studiate individuando le popolazioni differenziate morfologicamente e geneticamente ed evidenziando i principali caratteri polimorfi e dall’altro di verificare una correlazione dei polimorfismi con fattori ecologici che può condurre all'individuazione di ecotipi.

Pubblicazioni più significative:

·         Brusoni M., Manella P., Faccioli P., 2003. Studio biosistematico di popolazioni di Rumex scutatus L. (Polygonaceae): indagini preliminari. Riassunti 98° Congresso Nazionale della Società Botanica Italiana, 24-26 settembre 2003, Catania: 90.

·         Brusoni M., Manella P., 2004. A biosystematic study of  biodiversity in Rumex scutatus L. (Polygonaceae). Atti del Convegno “IX IOPB Meeting”, 16-19 maggio 2004, Valencia Spain: 150.