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Genoma della Pecora Pagliarola: quali implicazioni per la sua conservazione?


I continui cambiamenti a cui il nostro pianeta è sottoposto, in parte come conseguenza dell'intervento dell'uomo sulla natura, mostrano alcune conseguenze impattanti: ad esempio la scomparsa di alcune specie animali è un tema che resta al centro del dibattito mondiale. Come preservare le specie dall'estinzione? Questo studio analizza la razza di Pecora Pagliarola e la sua unicità genomica per preservarne i dati genomici, conservarli e combattere così l'estinzione di questa razza ovina così importante. Vediamolo nel dettaglio.


Le razze locali rappresentano una risorsa sottovalutata non solo per il loro importante ruolo culturale ed economico nelle aree marginali, ma anche perché spesso possiedono un potenziale patrimonio genetico ben adattato a condizioni estreme. Questo fatto è di crescente interesse, soprattutto se si considerano le sfide globali del clima in cui tratti peculiari e non comuni potrebbero essere vantaggiosi.


In questo studio, abbiamo genotipizzato 24 individui appartenenti alla piccola popolazione residua di pecore Pagliarola utilizzando l'array OvineSNP50K, al fine di confrontare la sua architettura genomica con altre 21 razze locali italiane. Inoltre, abbiamo eseguito l'analisi degli outlier dell'indice di fissazione (FST) per identificare i geni più differenziati tra le razze italiane di derivazione Pagliarola e Merino. Tutte le analisi genetiche di popolazione hanno evidenziato che la razza Pagliarola rappresenta un'unità genetica distinta che mostra una relazione genetica con razze di derivazione Merino alla base della stretta connessione culturale tra queste razze legate alla transumanza.


Tuttavia, la razza Pagliarola è risultata essere suddivisa in due diverse sottopopolazioni, denominate Pagliarola 1 (PAG-1) e Pagliarola 2 (PAG-2). Gli indici di diversità genetica e la consanguineità stimati dai cicli di omozigosi (FROH) hanno indicato che mentre PAG-1 mostrava valori tra i più alti, PAG-2 si è rivelato fortemente consanguineo, probabilmente come conseguenza di un effetto del fondatore.


L'analisi FST outlier ha identificato i 5 polimorfismi a singolo nucleotide più differenziati, due dei quali mappati all'interno di geni noti (MACF1 e GLIS1) segnalati per essere collegati all'efficienza alimentare e all'adattamento locale. Tutte queste informazioni suggeriscono fortemente che dovrebbero essere attuate adeguate misure di conservazione al fine di recuperare la popolazione di Pagliarola e i suoi prodotti locali fondamentali.


Durante il secolo scorso, è stata osservata l'erosione delle risorse genetiche del bestiame come risultato di una massiccia sostituzione di razze locali a bassa produttività con razze altamente produttive. Queste razze locali sono spesso ridotte a popolazioni di piccola taglia effettiva, il che comporta difficoltà nella gestione della consanguineità e della diversità genetica all'interno della razza. Negli ultimi anni si è registrato un crescente interesse per il recupero e la conservazione delle razze locali.


Le razze locali sono il risultato di una combinazione di selezione naturale e artificiale portata avanti nel corso dei secoli che ha modellato gli animali per adattarsi e produrre in una varietà di ambienti diversi. Infatti, le popolazioni locali possiedono spesso tratti preziosi come resistenza alle malattie, elevata fertilità, buone qualità materne, longevità e adattamento a condizioni difficili e alimentazione di scarsa qualità, tutte qualità desiderabili per un'agricoltura sostenibile a basso input. Inoltre, le razze locali sono un serbatoio di diversità che può rivelarsi utile per affrontare i cambiamenti climatici in arrivo e le epidemie di malattie e contribuire a conservare la cultura locale e i prodotti tradizionali.


Con un totale di 263, l'Italia è uno dei paesi europei con il maggior numero di razze animali locali. Tra queste 84 sono razze ovine, di cui 17 già estinte. L'Italia ha una lunga storia di allevamento ovino e, nonostante una drammatica contrazione numerica, alleva ancora diverse razze ovine locali che possono rappresentare una fonte unica di diversità genetica.


La Pagliarola è un antico popolo ovino allevato nell'Italia centrale, prevalentemente in Abruzzo, insieme ad altre piccole popolazioni locali come Bariscianese, Pomarancina, Perugina, Pecora dell'Amiata, Todina e Vissana. Questa pecora trova le sue origini nella catena montuosa dell'Appennino, ed è identificata come l'ancestrale popolazione ovina dell'Appenninica. Anche se queste piccole popolazioni locali non sono mai state selezionate per migliorare tratti produttivi come la carne, sono state allevate per il loro adattamento all'ambiente appenninico e per le loro scarse esigenze nutrizionali.


In particolare Pagliarola era residente nei paesi montani tutto l'anno. Durante la stagione invernale rigida, la razza veniva solitamente integrata con la paglia, da cui deriva il loro vero nome. La Pagliarola è una razza a duplice attitudine: viene allevato sia per il latte e i derivati locali che ne derivano ('Pecorino di Farindola', 'Pecorino del Matese', e 'Formaggio di Pietracatella') che per la carne ('Agnello del Centro Italia IGP', ottenuto dalla carne degli agnelli delle razze ovine locali dell'Appennino, tra cui la Pagliarola).


Ceccobelli et al. ha riferito che solo pochi piccoli branchi di Pagliarola sopravvivevano ancora in condizioni ambientali molto difficili, quindi sarebbe auspicabile un programma di allevamento appropriato per recuperare la popolazione di Pagliarola. Più recentemente questa popolazione è stata censita per un totale di 25 individui (21 pecore e 4 montoni) nel territorio di Barisciano (AQ) e sono stati raccolti e conservati campioni di seme di due montoni di Pagliarola al fine di costituire una banca genetica del popolazione. Questa è l'ultima stima della consistenza della popolazione.




La disponibilità di pannelli SNP a livello di genoma ovino consente di fornire informazioni di base sulla struttura del genoma nelle razze locali e cosmopolite. La diversità genetica è una misura chiave per il monitoraggio dei parametri genetici che sono importanti per la prevenzione dell'erosione genetica, della consanguineità e di altri processi deleteri che possono portare all'estinzione della popolazione.


Inoltre, un'indagine sulla variazione genomica è un prerequisito importante per mantenerne l'integrità e per garantire adeguate strategie di conservazione in presenza di strutture genetiche non facilmente identificabili con dati morfologici. Inoltre, considerando la sfida dei cambiamenti climatici, l'identificazione di ceppi genetici che potrebbero ospitare potenziali geni ben adattati ad ambienti estremi, dovrebbe essere un argomento di crescente importanza.


Lo scopo di questo lavoro era studiare la diversità genetica e la struttura della popolazione delle pecore Pagliarola nel contesto italiano utilizzando i dati generati dall'array Illumina OvineSNP50K. Inoltre, è stato eseguito un approccio analitico di scansione del genoma per identificare le regioni genomiche che ospitano geni plausibilmente associati all'attitudine della razza. Questo lavoro evidenzia come l'indagine genomica sia uno strumento prezioso per consigliare possibili piani di reintroduzione e conservazione.


Infatti, contrariamente ad altre pecore locali per le quali i programmi di conservazione, sostenuti da più enti (PSRN, ASSONAPA), hanno una strategia consolidata per la gestione della biodiversità zootecnica (caratterizzazione genomica, raccolta e ricostituzione del seme), minori sforzi sono stati compiuti su piccole razze locali residuali che invece rappresentano un importante serbatoio di geni adattati a specifiche condizioni ambientali.


Conclusioni

Questo studio ha riportato, per la prima volta, la diversità genetica e le stime della struttura della popolazione da una prospettiva genome-wide nella pecora Pagliarola. Le analisi della struttura genetica mostrano che la razza Pagliarola possiede un patrimonio genetico distinto e unico composto da due diversi gruppi genetici con un'origine comune ma caratterizzati da un diverso make up genomico. Infatti, Pagliarola 2 ha mostrato una marcata consanguineità genomica, bassi valori sia di eterozigosi che di dimensione effettiva della popolazione, suggerendo che in questa popolazione si è verificata una forte deriva genetica. Al contrario, Pagliarola 1 ha mostrato bassi valori di inbreeding genomico e alti valori di eterozigosi.


Questi risultati sottolineano l'importanza delle indagini genetiche prima che possano essere implementate specifiche strategie di conservazione, inclusa una possibile reintroduzione del pool genetico originale. In effetti, sulla base dei nostri risultati, incoraggiamo fortemente una reintroduzione dal ceppo genetico originale della popolazione di Pagliarola 1.


Inoltre, per quanto riguarda le relazioni genetiche con altre razze locali dell'Appennino, sebbene la Pagliarola sia stata considerata come una delle popolazioni ancestrali da cui deriva la razza Appenninica, abbiamo riscontrato una relazione più stretta con le razze di derivazione Merino. Tale parentela genetica potrebbe essere il risultato della stretta connessione culturale legata alla transumanza. Infatti, nonostante Pagliarola non fosse una razza transumante attiva, faceva parte degli stessi allevamenti durante i periodi non transumanti. Infine, i risultati del BayeScan dimostrano l'importanza di preservare il genoma della Pagliarola come riserva genetica di alleli particolarmente adatti ai sistemi di allevamento a basso input.


Le informazioni generate in questo studio suggeriscono fortemente che dovrebbero essere attuate adeguate misure di conservazione al fine di recuperare la popolazione di Pagliarola e i suoi prodotti locali fondamentali.


 

Fonti:

L'articolo è un estratto della pubblicazione originale intitolata "Genome-wide diversity of Pagliarola sheep residual population and its conservation implication" e può essere consultato integralmente al seguente link:

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