Ilaria Inzirillo

The main objective of this PhD is to enhance and exploit local Sicilian almond accessions to identify genotypes that are tolerant at biotic stress (caused by the Diaporthe amygdali fungus) and abiotic stress (such as drought). 

For this purpose, the genetic characterisation of 123 Sicilian genotypes, and cultivars of national and international importance, was carried out using the Axiom™ 60K Almond SNP Array. This analysis identified 6,374 unique SNPs, and 16 of these (capable of discriminating between one or a group of individuals) were validated. At the same time, a protocol has been developed to trace almonds and their derived products by extracting sufficient-quality DNA to use molecular markers. These results can enhance the value of some specialty products (for example, the collective trademark “Mandorle di Avola”) and protect consumers from food fraud. 

Susceptibility to the fungus D. amygdali was assessed using a detached twig assay. The length of necrosis detected was used as the phenotypic data for the genotype-phenotype association study. Nine single nucleotide polymorphisms (SNPs) were significantly associated with tolerance/susceptibility to the pathogen. Additionally, twenty candidate genes were validated using real-time PCR on the most tolerant ('Cuti') and susceptible ('Ferraduel') genotypes. 

At the same time, 78 genotypes from the collection were subjected to drought conditions for 13 days. The stress response was measured in a subset of five genotypes using gas exchange and Leaf Water Potential value. The response of the 78 genotypes was evaluated using the chlorophyll index and malondialdehyde and proline levels. In the final sampling, the level of damage was also assessed using a phenotypic evaluation scale. In this test, tolerant genotypes (‘Cumma’, ‘Mennula du Vattiu’, ‘Persichina’ and ‘Tuono’) were identified; in addition, the various analytical parameters measured were correlated with the response capacity of the genotypes to drought stress. 

Our studies have demonstrated that the Sicilian almond germplasm collection is a valuable resource for addressing the challenges posed by climate change.