COVES - Sviluppo e validazione di una metodica rapida per la rilevazione di SARSCoV-2 su superfici ambientali

Il progetto COVES intende sviluppare e validare una procedura semplificata di campionamento ed analisi su dispositivo portatile e condivisione dei risultati in tempo reale per la rilevazione specifica e sensibile del virus SARS-CoV-2 negli ambienti di lavoro. Tale procedura permetterà alle aziende del territorio di garantire una maggior sicurezza nelle aree di lavoro, riducendo così l’impatto negativo che un’emergenza come quella creata dal COVID-19 ha sull’economia locale e nazionale e diminuendo allo stesso tempo il gap tra la gestione delle informazioni e le soluzioni proposte. Il principale risultato del progetto sarà la messa a punto di un metodo rapido di analisi ambientale per SARS-CoV-2, adatto ad un utilizzo da campo, da parte di operatori non esperti e corredato da una robusta validazione scientifica. Il progetto coinvolge Hyris Ltd, capofila del progetto, che sviluppa la tecnologia, IBBA CNR che avrà in carico le validazioni del metodo e la sede territoriale di Pavia dell’Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Lombardia e dell’Emilia-Romagna (IZSLER) che ne validerà “in-situ” l’efficacia su diverse superfici contaminate utilizzando campioni positivi al SARS-CoV-2 a titolo noto.

CARTELLONE – TARGA – POSTER

Analisi del DNA tramite dispositivo portatile a basso costo per la sicurezza agroalimentare

Obiettivo di questo progetto è la messa a punto di nuovi metodi molecolari specifici per la ricerca di patogeni alimentari lungo la filiera lattiero casearia, in modo da superare le criticità legate alla gestione dei campioni in campo. In particolare il committente Hyris Ltd con questa ricerca intendeva implementare sulla propria piattaforma nuovi metodi di analisi in Real-Time PCR applicabili alla matrice lattiero-casearia, in grado di rilevare sul campo, lungo la filiera produttiva, la presenza di patogeni responsabili di tossinfezioni alimentari.

InterOmics – Sottoprogetto Tecnologie omiche per la valorizzazione del germoplasma di frumento duro

Il progetto si articola in tre step:

1) L’avvio di un’iniziativa volta al sequenziamento del genoma di frumento duro; l’obiettivo sarà perseguito attraverso strategie complementari che, nel loro complesso, permetteranno di affrontare le due principali problematiche associate al sequenziamento del complesso genoma di questa specie (presenza di due genomi altamente simili e alta percentuale di sequenze ripetute).

2) La caratterizzazione a livello proteomico e metabolomico delle varietà utilizzate per gli studi di genomica. I risultati di questa analisi saranno integrati con quelli prodotti dall’analisi genomica, evidenziando la presenza di eventi post-trascrizionali e post-traduzionali nella biosintesi delle proteine e fornendo indicazioni sulla attivazione di specifici percorsi metabolici.

3) La fenotipizzazione di 150 accessioni già genotipizzate (profili SNP) e derivate tramite Single Seed Descent da landraces/ecotipi. Questa collezione è conservata presso la sede di Bari dell’Istituto di Bioscienze e Biorisorse del Consiglio Nazionale delle Ricerche. Questi materiali consentiranno la realizzazione di una analisi di mappatura per associazione tra gli SNPs e le caratteristiche morfo-fisiologiche delle piante, fornendo quindi le basi per l’utilizzazione di queste risorse genetiche nella costituzione di nuove varietà di frumento duro.

FilAgro – Strategie innovative e sostenibili per la filiera agroalimentare

Il progetto FilAgro intende dare risposte concrete alle esigenze emergenti nel settore dell’agricoltura, legate alla sostenibilità delle produzioni; alla salvaguardia dell’ambiente e della biodiversità; al miglioramento della qualità delle produzioni alimentari in termini di salubrità, sicurezza e caratteristiche nutrizionali; allo sviluppo tecnologico e al trasferimento dei risultati al settore produttivo; alla diffusione delle nuove conoscenze; tutti argomenti ritenuti prioritari nei programmi di EXPO 2015, di Horizon 2020 e negli obiettivi del programma triennale 2013-2015 della DG Agricoltura della Regione Lombardia.

GENOBU - Sequenziamento del genoma bufalino per il miglioramento quali-quantitativo delle produzioni agro-alimentari

GENOBU è una idea progettuale originale, innovativa e multidisciplinare che si prefigge di realizzare il sequenziamento del genoma bufalino e di utilizzare le informazioni ottenute per il miglioramento genetico degli animali e la salubrità degli stessi, ed il miglioramento quali-quantitativo delle produzioni agro-alimentari di eccellenza derivanti. Durante il corso del progetto, saranno sviluppati know-how e tecnologie innovative di processo da fornire al settore industriale degli allevatori e dei trasformatori, con gli obiettivi di implementare/modernizzare la gestione e la selezione degli animali in allevamento, certificare le relative produzioni lattiero-casearie e carnee, ed assicurare ai consumatori qualità e sicurezza delle stesse, migliorando così l’efficienza dell’intera filiera produttiva e fornendo così valore aggiunto alle produzioni agroalimentari derivanti.

FREECLIMB - Fruit Crops Resilience to Climate Change in the Mediterranean Basin

Il progetto FREECLIMB intende rispondere agli obiettivi del programma PRIMA (Sect. 2) di HORIZON 2020 (EU Research Framework) per lo sviluppo di sistemi agricoli innovativi e sostenibili nell’area Mediterranea, che preservino le risorse naturali (acqua ed uso di suolo) attraverso un aumento dell’efficienza produttiva. Ciò verrà perseguito aumentando la conoscenza sui meccanismi con cui le piante si adattano all’ambiente e resistono agli stress biotici ed abiotici. Il progetto FREECLIMB include le più importanti specie arboree del Mediterraneo, con l’obiettivo di incrementare la disponibilità di germoplasma e varietà adatte ad usare risorse esterne limitate (input) e ad adattarsi agli scenari climatici futuri predetti per l’area mediterranea, attraverso la caratterizzazione e l’utilizzo della biodiversità locale. Il progetto si concentrerà su ideotipi chiave elaborati in collaborazione con i coltivatori di frutta (Fruit Farming Actors -FFAs, breeders, vivaisti, coltivatori) con lo scopo principale di fornire germoplasma, metodi e strumenti per accelerare lo sfruttamento, il miglioramento genetico e la selezione di varietà resilienti per le più importanti specie arboree mediterranee (frutti con seme come pesca, albicocca e mandorla, agrumi, uva ed olive).

AGENZIA VENETA INNOV - BIONET

Raccolta, valutazione e conservazione di materiale genetico della razza bovina Burlina come back up nel medio e lungo termine nel caso di estinzione della razza o insorgenza di problemi genetici nella razza (perdita di linee genetiche, eccessiva consanguineità, ecc.). Il materiale genetico conservato consiste principalmente in materiale seminale crioconservato in azoto liquido e sangue per future estrazioni di DNA.

ASSONAPA - Creazione della Criobanca delle razze ovi-caprine locali italiane

Obiettivo del progetto è la gestione della variabilità genetica delle razze ovi caprine locali italiane attraverso la scelta dei donatori da conservare nella Criobanca e quidi la raccolta e conservazione del loro materiale genetico. A questo scopo nelle razze Pecora Massese, Ovino delle Langhe, Pecora Gentile di Puglia, capra Garganica e capra Nicastrese sono stati identificati i donatori di materiale genetico da archiviare nella Criobanca. Successivamente si è proceduto alla raccolta del materiale seminale utilizzando biotecnologie riproduttive, quali l’estrazione di spermatozoi epididimali, procedure che erano state precedentemente messe a punto nei laboratori IBBA di Lodi. Il materiale raccolto nel progetto potrà essere distribuito agli allevatori per essere utilizzato per le fecondazioni per una corretta gestione della variabilità genetica dell’allevamento e più in generale di tutta la razza.

NewPearl - Combining new phenotyping approaches and next generation sequencing to accelerate breeding in pearl millet, an orphan cereal from arid regions

Il progetto si propone di sviluppare strumenti e conoscenze per accelerare la costituzione di nuove varietà di miglio perlato, che abbiano una qualità nutrizionale superiore e siano meglio adattate a rispondere a condizioni di stress ambientale, allo scopo di aumentare la sicurezza alimentare nelle regioni aride, in particolare nell’Africa sub-Sahariana. La strategia prevede di combinare la fenotipizzazione di una collezione di oltre 100 linee di miglio perlato con nuove tecniche di risequenziamento dei genomi per individuare e sviluppare marcatori molecolari associati alle caratteristiche di intersesse. La fenotipizzazione riguarderà lo sviluppo dell’apparato radicale e l’interazione col miocrobiota della rizosfera (capacità di acquisire nutrienti e acqua) e l’analisi di composti del seme nutrizionalmente rilevanti (acido fitico e C-glucosilflavoni implicati rispettivamente nella biodisponibilità di ferro e iodio)

PARDOM - Parallel Domestications: the Phaseolus replicated experiment to understand genome evolution and adaptation

Il progetto si propone di studiare il processo di domesticazione nel genere Phaseolus, utilizzando come modello 4 eventi di domesticazione avvenuti nel fagiolo comune (P. vulgaris) e nel fagiolo di lima (P. lunatus), specie entrambe domesticate indipendentemente nella regione Mesoamericana e in quella Andina.

FASTBIOS: Miglioramento genetico del FAgiolo: STrategie di del contratto con lotta sostenibile alle principali malattie batteriche - virali e BIOfortificazione dei Semi

Scopo del progetto è lo sviluppo di linee/varietà di fagiolo migliorate per il profilo nutrizionale (biofortificate e a ridotto contenuto di fattori antinutrizionali) a partire da materiali genetici sviluppati da IBBA. Inoltre, è previsto lo sviluppo di prodotti innovativi, quali prodotti da forno, paste o snack funzionali destinati a specifiche categorie di consumatori quali diabetici, celiaci o individui con particolari necessità di ferro. A questo scopo è prevista la produzione di farine preparate a partire da diversi genotipi di fagiolo con combinazioni diverse di composti nutrizionalmente utili.

ARGENTO

L’obiettivo del progetto ARGENTO è di introdurre in Italia una nuova oleaginosa multiuso, Camelina sativa (L.) Crantz), come una preziosa fonte di olio (ricco di omega-3) e proteine a basso costo per l’alimentazione animale. Pertanto, durante questo progetto verranno valutati gli effetti di diverse tecniche agronomiche sulla qualità finale dei semi di due linee di camelina, allo scopo di migliorare alcuni tratti qualitativi dei semi per l’alimentazione del pollame. Parallelamente all’ottimizzazione delle tecniche agronomiche si eseguirà uno studio approfondito della via biosintetica dei glucosinolati (GLSs), principale composto antinutrizionale presente nei semi della camelina e si provvederà a ridurne la quantità inattivando alcuni geni, identificati come responsabili dell’accumulo dei GLS nel seme, utilizzando la tecnologia del genome editing mediante CRISPR/Cas9.

CERSAA17 - Identificazione di polimorfismi in sequenza, esclusivi per Citrus × myrtifolia ecotipo Savona o Chinotto di Savona

Il progetto si prefigge di identificare polimorfismi esclusivi nelle sequenze del DNA di Citrus × myrtifoliaecotipo Savona (Chinotto di Savona) con particolare attenzione alle sequenze introniche. L’obiettivo è quello di identificare mutazioni puntiformi uniche per l’ecotipo in esame, caratterizzandolo geneticamente da altre ecotipi diffusi sul territorio nazionale, al fine di valorizzarne la produzioni, incentivandone la coltivazione.

ANAFI - Analisi della variabilità genetica e dell’aplotipo ai loci lattoproteici finalizzata alla tutela della biodiversità e alla produzione di latti diversificati

L’attività svolta nel progetto ha come obiettivo l’analisi della variabilità genetica dei loci lattoproteici e lo studio dei loro aplotipi finalizzati alla tutela della biodiversità e all’individuazione di soggetti portatori di combinazioni genetiche favorevoli per la produzione di latti diversificati (più adatti alla trasformazione casearia, con potenziale maggiore digeribilità). Si è proceduto ad analizzare i risultati di genotipizzazione (Illumina beadchip) di tutti i dati storici a disposizione (oltre 220.000 individui di razza Frisona e oltre 600 individui di razza Jersey) in modo da verificare come le frequenze alleliche ai geni delle caseine stiano cambiando in questi ultimi anni. I risultati indicano che l’aumento dell’allele B, favorevole alla caseificazione, e la diminuzione dell’allele E sfavorevole alla k-caseina stanno compensando l’aumento dell’allele A 2 alla β-caseina, mantenendo generalmente una buona proporzione di aplotipi associati a buone proprietà casearie.

RABoLa - Strategie sostenibili per ridurre l’impiego di antibiotici nell’allevamento delle bovine da latte

Il progetto, che vede il coinvolgimento di diversi dipartimenti dell’Università degli Studi di Milano (DISAA, DIMEVET, VESPA), dei ricercatori del CNR ISPA e CNR IBBA e del Dipartimento DIANA dell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza, ha come obiettivo primario l’individuazione di pratiche operative che consentano la riduzione dell’uso di antibiotici nell’allevamento delle bovine da latte. Nel corso della ricerca verranno validati protocolli operativi (somministrazione di Aloe arborescens, impiego di batteriocina di Lactococcus lactis subsp. cremoris in pre e post dipping, molecole per inibire Prototheca spp) già testati in via preliminare con risultati positivi intervenendo nell’intero ciclo di lattazione delle bovine.

Il successo del progetto RABoLa consentirà agli allevatori di usufruire di nuove strategie nutraceutiche e alternative all’uso di antibiotici, per potenziare le difese innate degli animali e ridurre l’incidenza e la gravità delle mastiti. La validazione di un efficace protocollo per la messa in asciutta selettiva degli animali porterebbe così all’immediata riduzione dell’impiego preventivo di antibiotici, in linea con quanto richiesto a livello europeo e mondiale.

CASTADIVA-Biodiversità e multifunzionalità del castagno. Valorizzazione delle risorse genetiche per lo sviluppo di aree submontane lombarde

Nel corso dei secoli il castagno, coltivato per i frutti ed il legname, è divenuto elemento essenziale di sussistenza per molte società delle aree montane e submontane, rivelando le sue potenzialità di specie multifunzionale. Tuttavia, oggi buona parte dei castagneti è in stato di degrado e abbandono, principalmente a causa dello spopolamento delle aree rurali, del cambiamento climatico globale e delle recenti epidemie di parassiti esotici. In un’ottica di recupero e valorizzazione delle risorse genetiche di castagno, il progetto CASTADIVA si propone principalmente di:

• mappare le aree castanicole di aree pilota della Regione Lombardia (castagneti del Comune Serle, BS e delle Prealpi varesine, VA);
• valutare la diversità genetica dei castagneti, caratterizzare geneticamente le varietà locali
• caratterizzare i frutti da un punto di vista morfologico, pomologico, qualitativo e nutrizionale;
• integrare i dati ottenuti dall’analisi genetica e morfometrica con i dati di tipo ecologico, selvicolturale, fitosanitario e possibilmente socio-economico;
• identificare le pratiche ottimali e i criteri gestionali per la conservazione e valorizzazione delle risorse genetiche del castagno da applicare nelle aree di maggiore interesse;
• trasferire le informazioni alle amministrazioni locali ed al mondo agricolo.

Genotipizzazione della Landolt Duckweed Collection

Il progetto si propone di genotipizzare, attraverso l’uso di marcatori nucleari (TBP) e plastidici, l’intera collezione di minuscole macrofite acquatiche (Lemnaceae) nota come Landolt Duckweed Collection, attualmente curata dal Dr. W. Lammler a Zurigo. Questa collezione storica, la maggiore in Europa, include circa 500 accessioni delle 36 specie note di lenticchie d’acqua, provenienti da cinque continenti. Le accessioni sono state classificate quasi esclusivamente su basi morfologiche, cosa che può causare un elevato numero di misclassificazioni, a causa della semplificata struttura di queste minuscole piante e della somiglianza tra alcune specie.

Da tempo impiegate come bioindicatori e rinomate per la loro capacità di fitorimedio, a causa della loro stupefacente velocità di crescita, sono oggi tra le più promettenti nuove colture, intensamente studiate per la produzione di energia da biomassa e come fonte di proteine nobili per la nutrizione animale e umana, già in via di approvazione come novel food dall’EFSA.

I risultati saranno utili per:

• verificare la corretta classificazione di tutte le accessioni, molte delle quali oggetto di studio in diversi laboratorio nel mondo
• valutare la biodiversità intra e interspecifica
• contribuire agli studi tassonomici
• comprendere l’evoluzione della famiglia delle Lemnaceae.

BRIDGES - Building Reflexivity and response-ability Involving Different narratives of knowledGE and Science

La complessità dell’attuale crisi socio-ecologica globale evidenzia i limiti della scienza specialistica come unica voce in grado di informare le decisioni. Nello scenario contemporaneo, dove i fatti sono incerti, i valori in contrasto e la posta in gioco elevata, il contratto sociale tra scienza, società e politica è in una fase di profonda trasformazione. Per affrontare questo cambiamento, la comunità scientifica si trova a dover rivisitare il proprio ruolo sociale, creando nuove relazioni non solo con la società ma anche con i sistemi ecologici, per generare delle pratiche di ricerca responsabile in grado di produrre conoscenza rilevante. BRIDGES è un progetto di ricerca sociale che sviluppa metodi di ricerca trans-disciplinare e partecipata per rafforzare la relazione tra scienza, società e sistemi ecologici nel contesto italiano. Per farlo, utilizza come studio di caso una specifica questione socio-ecologica complessa, molto rilevante in Italia: la fertilità del suolo.

BIODIVAL - Biodiversità in Lombardia: Ampliamento della Banca delle Risorse Genetiche Animali Lombarde, LABank 2.0

Il focus del progetto è la conservazione e la valorizzazione di una biodiversità lombarda ancora poco conosciuta, che rischia di essere persa ancora prima di essere studiata. Il progetto si pone i tre seguenti obiettivi:

1) ampliamento della Banca delle Risorse Genetiche Lombarde – LABank -avviata nel 2008, con l’aggiunta di nuove razze e con l’incremento del materiale genetico di quelle già presenti. Al termine del progetto verrà creata LABank 2.0 quale risultato dell’ampliamento di LABank;

2) creazione del secondo sito della LABank 2.0, per minimizzare il rischio legato a eventuali eventi “catastrofici”, in accordo con le “Linee Guida FAO” (Cryoconservation of animal genetic resources. Animal Production and Health Guidelines No. 12. Complete Book. FAO, Rome p. 222., 2012), con il Piano Nazionale per la Biodiversità di interesse Agricolo (PNBA), emanato dal Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali e approvato il 14 Febbraio 2008;

3) sviluppare strumenti per una facile gestione e valorizzazione delle loro razze, in quanto parte importante della biodiversità animale autoctona lombarda, anche al fine di preservare e valorizzare gli agro-ecosistemi ad esse legati.

BIO-MEMORY

Il progetto è organizzato in 3 attività principali:

1) Implementazione e aggiornamento della rete di biobanche BioGenRes, con particolare attenzione alle collezioni riconosciute a livello nazionale/internazionale, di campioni di specie animali, vegetali o microrganismi (banche del germoplasma animale e vegetale, ceppoteche microbiche di organismi patogeni/tossigeni, di nematodi, microflora di suoli e acque e microrganismi utilizzati in agro-industria e alimentazione (es. starter microbici per le fermentazioni)).

2) Replicazione (ringiovanimento) e ampliamento del materiale stoccato nelle collezioni. Per le collezioni vegetali e microbiche: moltiplicazione delle accessioni di cui si dispone una esigua quantità di materiale e ringiovanimento delle accessioni i cui i dati di vitalità del seme sono al di sotto degli standard previsti (> 85%). Per le collezioni animali di interesse zootecnico: raccolta e congelamento di materiale genetico di razze locali a completamento di campionamenti effettuati in precedenti progetti o ampliamento del numero di specie e razze conservate nelle criobanche.

3) Caratterizzazione biochimica, molecolare, metabolica, funzionale e fenotipica del materiale conservato nelle biobanche della rete BioGenRes, anche al fine di realizzare studi di associazione e di identificare marcatori associati a caratteri legati alla produzione e/o all’adattamento a fattori di stress biotici e abiotici.

BIO4VERBA - Salvaguardare la biodiversità delle razze caprine locali Verzaschese e Bionda dell'Adamello: valorizzazione delle loro produzioni e creazione della riserva genetica ex-situ

Il progetto BIO4VERBA nasce dall’esigenza degli allevatori delle razze caprine Verzaschese e Bionda dell’Adamello di salvaguardare e valorizzare le proprie razze locali e i prodotti ad esse collegati.

BIO4VERBA si pone i seguenti obiettivi:

1. ampliare la Banca delle Risorse Genetiche Animali Lombarde – LABank – avviata nel 2008 con l’aggiunta della razza Bionda dell’Adamello e aumentando il materiale genetico della Verzaschese, già presente nella banca;
2. caratterizzare il latte delle due razze (composizione in grasso e proteine, contenuto in cellule somatiche, in acidi grassi e terpeni, dimensione del globulo di grasso, velocità di coagulazione e composizione del microbiota);
3. analizzare il contributo “qualitativo” apportato dal latte della razza Verzaschese nella produzione della Formaggella del Luinese DOP rispetto alle altre razze previste dal disciplinare di produzione, valutando il microbiota e il volatiloma mediante approccio innovativo (Next Generation Sequencing-Microestrazione in Fase Solida Gascromatografia-Spettrometria di massa);
4. caratterizzare il Fatulì della Val Saviore a livello di microbioma e volatiloma per una sua valorizzazione;
5. tutelare gli allevatori che prediligono l’attività di pascolamento attraverso una caratterizzazione dei loro prodotti (Formaggella del Luinese D.O.P. e Fatulì della Val Saviore) che consenta di identificare il contributo del pascolamento alle caratteristiche sensoriali dei formaggi.

CASTANEVAL - CASTANicoltura in Lombardia: VALorizzazione delle risorse genetiche autoctone

Il progetto CASTANEVAL intende rispondere alle necessità di conoscenze scientifiche sulle risorse genetiche castanicole presenti in Lombardia, in modo da offrire strumenti per la valorizzazione e conservazione del germoplasma autoctono ed intraprendere azioni di recupero gestionale dei castagneti. Le aree pilota di studio sono alcuni castagneti del Comune Serle (BS) e delle Prealpi varesine (VA). Il progetto CASTANEVAL si propone anche di mettere a punto un sistema di micropropagazione del castagno al fine di offrire uno strumento concreto, sostenibile ed economico per la conservazione e la moltiplicazione di germoplasma autoctono di elevato interesse locale. Nell’ambito del progetto verranno studiati anche il contesto ecologico e il grado di naturalità dei popolamenti, dal selvatico al ceduo, alle varietà coltivate. Una caratterizzazione completa delle risorse genetiche di castagno nelle aree considerate risulterà dall’integrazione di dati genetici, morfologici, ecologici e produttivi.

TRANSFER - CaraTteRizzazione e vAlorizzazioNe di varietà storiche di maiS e FrumEnto lombaRde

L’intensificazione colturale e l’adozione di pratiche agronomiche finalizzate alla massimizzazione delle rese produttive ha comportato, durante il XX secolo, ad un drastico cambiamento nelle caratteristiche delle varietà coltivate con convergenza verso determinate specifiche del prodotto finale e della architettura della pianta.

Le varietà cosiddette “antiche” sono talora ritenute capaci di fornire produzioni con caratteristiche qualitative, organolettiche e salutistiche migliori di quelle fornite dalle moderne varietà allevate in condizioni agronomiche intensive.

Il progetto TRANFER mira alla valorizzazione di varietà storiche di mais e frumento tipiche del territorio lombardo attraverso approcci molecolari, biochimici e fenotipici. In particolare saranno studiati tratti di interesse legati alla resistenza a patogeni fungini, alla caratterizzazione della morfologia del seme e delle sue qualità nutraceutiche.

I risultati del progetto permetteranno di avere informazioni sulla diversità esistente nelle collezioni di germoplasma lombardo per la sua valorizzazione e utilizzo nelle produzioni locali.

ANASB BIG: Bufala Mediterranea Italiana – Tecnologie Innovative per il Miglioramento Genetico

Il progetto ha come scopo il miglioramento genetico di caratteri innovativi legati alla resistenza/resilienza a patologie (brucellosi, tubercolosi, paratubercolosi, emimelia trasversa), alla sostenibilità ambientale (efficienza alimentare, emissioni in atmosfera), alla qualità delle produzioni (caseificazione), alla valorizzazione della produzione della carne come prodotto secondario (ad esempio muscolosità e BCS) ed al mantenimento della variabilità genetica nella razza bufala Mediterranea Italiana attraverso il controllo dell’inbreeding e la costituzione di una biobanca di materiale seminale maschile ed embrioni

ANACLI I-BEEF 2 Italian Biodiversity Environment Efficiency and Fitness 2

Il progetto I-BEEF intende da un lato migliorare il sistema selettivo delle razze Limousine e Charolaise italiane adattandolo ai nuovi criteri di sostenibilità ed adattabilità ambientale, e dell’altro proseguire l’attività di caratterizzazione e valorizzazione di 6 tipi genetici autoctoni (TGA) da carne quali: Calvana, Mucca Pisana, Pontremolese, Sarda, Sardo Bruna, Sardo Modicana. A questi verranno inclusi 2 tipi genetici non autoctoni (TGNA) da carne, ossia l’Aberdeen Angus e la Blonde D’Aquitane. L’obbiettivo primario è quello di mirare alla conservazione della biodiversità, alla minimizzazione della consanguineità ed alla formulazione di piani di accoppiamento

ASSONAPA SHEEP&GOAT - Sustainability Health Environment Economy Profitability & Genomic Organisation Animal (pheno)Typing

ll progetto SHEEP&GOAT si propone di introdurre nella realtà allevatoriale ovina e caprina italiana una serie di azioni legate alla raccolta ed utilizzo di dati fenotipici e molecolari con l’obiettivo di rendere l’allevamento sostenibile e competitivo e di contribuire al mantenimento e alla gestione della ricca biodiversità presente in questo comparto.

PNRR SUS-MIRRI.IT - Strengthening the MIRRI Italian Research Infrastructure for Sustainable Bioscience and Bioeconomy

L’Infrastruttura di Ricerca Europea per le Risorse Microbiche (MIRRI) ha come obiettivo la conservazione, l’analisi, la distribuzione e valorizzazione delle risorse e della diversità microbica. Il progetto SUS-MIRRI.IT mira a rafforzare la rete nazionale delle biobanche di microrganismi per conservare la biodiversità microbica, sviluppare attività di ricerca, servizi e formazione e conservare e catalogare dati associati alle risorse microbiche. La gestione dell’Infrastruttura MIRRI-IT permetterà di valorizzare la biodiversità microbica, di riunire e dare accesso attraverso un unico portale a risorse e competenze scientifiche in grado di fornire soluzioni innovative che utilizzano i microrganismi come motore della bioeconomia e della sostenibilità ambientale.

L’unità IBBA Pisa partecipa con la collezione microbica MLIP (Microbiology Lab IBBA Pisa), che include microrganismi originati da diverse matrici ambientali e alimentari.

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PNRR 2022 POLYPLOIDBREEDING 4.0 - Expanding the toolbox for cereal breeding: high-throughput genomics, 2D-3D phenomics and artificial intelligence for breeding with increasing genome complexity, from barley to durum and bread wheat

Il progetto si occuperà di metodi per il miglioramento genetico dei cereali basati sulla tecnologia (breeding 4.0) in specie diploidi (orzo, Hordeum vulgare) e poliploidi (grano duro e tenero: Triticum durum, T. aestivum), al fine di incrementare la produzione cerealicola in maniera sostenibile e adattandosi ai cambiamenti climatici. Le tecnologie usate sono fenotipizzazione (tramite droni e rizotroni) e genotipizzazione (SNP array, exome sequencing, GBS) high-throughput, e l’intelligenza artificiale. I fenotipi prodotti includeranno la resa, la morfometria, immagini ottenute automaticamente da droni e rizotroni (2D e 3D). Metodi di machine learning, soprattutto reti neurali e deep learning, saranno usati per sviluppare modelli di predizione fenotipica e genomica.

Sheep-TreeSeq: Analisi scalabile della diversità genetica ovina usando alberi (grafi) di sequenze genomiche

Sheep-TreeSeq applicherà la metodologia innovativa degli alberi di sequenze genomiche (grafi) per l’analisi scalabile della diversità genetica ovina.

L’innovazione tecnologica in agricoltura ha reso disponibili grandi dataset di dati genomici (“big data”) che rappresentano una sfida per l’immagazzinamento e l’analisi dei dati, es. il mero volume dei dati, la rapida generazione di nuovi dati (aggiornamento, applicazioni in streaming), e l’eterogeneità delle fonti (integrazione di dati da diverse piattaforme di sequenziamento). Gli algoritmi a grafo (alberi di sequenze) offrono un modo eccellente per affrontare questa sfida, fornendo una compressione dei dati senza perdita d’informazione, ed una nuova rappresentazione dei dati genomici. Ad esempio, l’applicazione degli alberi di sequenza ai dati del 1000 Bull Genome Project ha permesso di ottenere una compressione del 90%, riducendo la dimensione dei dati da ~800 GB a 45 GB.

Per il progetto Sheep-TreeSeq useremo circa 3500 sequenze ovine complete e oltre 50,000 genotipizzazioni (~10 TB di dati). Il nostro piano è di applicare l’approccio degli alberi di sequenze per comprimere questi dati ed ottenere una rappresentazione dei dati adatta all’analisi demografica e di genetica di popolazioni: i) analisi delle componenti principali e nearest-neighbor clustering; ii) indice di fissazione e misura della differenziazione genetica; iii) metodi di clustering basati sulle reti neurali; iv) analisi delle runs of homozygosity (ROH) e delle heterozygosity-rich regions (HRR).

È la prima volta che questo approccio è applicato alla genetica ovina.

PNRR IN-FACT (SPOKE 3) - One Health Basic and Translational Actions Addressing Unmet Needs on Emerging Infectious Diseases

Le malattie infettive emergenti, definite dall’OMS come infezioni causate da patogeni nuovi o recentemente identificati, rappresentano una crescente minaccia per la salute pubblica globale. La pandemia di SARS-CoV-2 ha mostrato quanto le nostre società possano essere vulnerabili, ma anche quanto siano importanti strumenti come il controllo dei contagi, lo studio del DNA dei virus, lo sviluppo di vaccini e farmaci e la comprensione delle difese del nostro sistema immunitario. Molte di queste malattie hanno origine negli animali e possono essere trasmesse all’uomo. Per questo è fondamentale l’approccio “One Health”, che considera la salute umana strettamente legata a quella degli animali e dell’ambiente. In questo contesto si inserisce il programma di ricerca INF-ACT, che studia le nuove malattie infettive per migliorare la capacità di prevenzione e risposta dei sistemi sanitari. Il programma si occupa di virus emergenti, malattie trasmesse da insetti, batteri resistenti agli antibiotici, studio della diffusione delle infezioni e sviluppo di nuove terapie.

All’interno di questo progetto, IBBA-CNR lavora allo sviluppo di nuovi strumenti per individuare rapidamente i batteri resistenti agli antibiotici, analizzando campioni provenienti dall’uomo, dagli animali e dall’ambiente. L’obiettivo è migliorare la diagnosi e il controllo di queste infezioni, comprendere meglio quanto sia diffuso il problema della resistenza agli antibiotici e rafforzare la sorveglianza sempre seguendo l’approccio One Health.

SCALA-MEDI Improving sustainability and quality of Sheep and Chicken production by leveraging the Adaptation potential of LocAl breeds in the MEDIterranean area

Il progetto SCALA-MEDI ottimizzerà l’uso sostenibile e la conservazione delle risorse genetiche locali ovine e avicole della regione mediterranea, concentrandosi sull’adattamento alle condizioni climatiche e alle preferenze dei consumatori.

L’esperienza e i dati provenienti dai precedenti progetti dell’UE verranno estesi alla caratterizzazione genetica ed epigenetica delle risorse locali e al loro adattamento a diversi ambienti produttivi in tre paesi del Nord Africa, Tunisia, Algeria e Marocco.

Verranno sviluppati strumenti e strategie per migliorare le razze locali per una produzione sostenibile. L’applicazione di questi strumenti verrà dimostrata agli agricoltori in diversi sistemi di produzione mediterranei.

PNRR AGRITECH (SPOKE 1) - Plant, animal and microbial genetic resources and adaptation to climatic changes

La resilienza degli ecosistemi agricoli e forestali sotto condizioni stressanti generate dai cambiamenti climatici (CC) richiede la valorizzazione e lo sfruttamento delle risorse genetiche attraverso strategie di conservazione all’avanguardia, combinate con una caratterizzazione approfondita dei genomi e fenotipizzazione ad alto rendimento.

Le attività includeranno il sequenziamento massivo di accessi/razze/ceppi, una descrizione estensiva dei genomi basata su marcatori, l’elucidazione del (pan)genoma, la fenotipizzazione approfondita e la caratterizzazione multi-omics.

Le informazioni risultanti, processate attraverso metodi avanzati per l’analisi/interpretazione/archiviazione/gestione di dati complessi, metteranno in evidenza gli alleli/haplotipi superiori, identificheranno interazioni benefiche in una varietà di condizioni e definiranno unità di conservazione.

DeepMicroCore: usare la potenza dell’intelligenza artificiale per identificare il core microbioma

In DeepMicroCore svilupperemo modelli a reti neurali (DNN: deep neural networks) per predire il substrato (specie, tessuto), il periodo (stadio fisiologico, tempo sperimentale) e il luogo di origine, dai dati di microbioma.

Ci riferiamo, nello specifico, ai dati di sequenziamento 16S/18S/ITS rRNA-gene (metatassonomica).

I modelli predittivi saranno ottimizzati per massimizzare l’accuratezza di predizione tramite cross-validation. Da questi modelli potremo poi ricavare l’importanza delle variabili usate, i.e. le OTU/ASV più rilevanti per la predizione.

Le variabili estratte in questo modo dai modelli predittivi ci permetteranno di identificare il core microbioma: per esempio, con i dati di microbioma umano o animale da vari tessuti (intestino, pelle, latte) raccolti in diverse zone geografiche costruiremo una rete neurale in grado di predire accuratamente da quale tessuto e località proviene ogni campione.

Quindi, estraendo da questa rete neurale le variabili rilevanti per la predizione identificheremo il core microbioma di intestino, o pelle, o latte. Il core microbioma sarà composto da quelle specie microbiche che discriminano i diversi tessuti: alcune specie saranno comuni a più di un microbioma, e saranno identificate da confronti specifici (e.g. predizioni uno-contro-tutti).

PROB-AI: Identificazione di nuovi probiotici mediante algoritmi di intelligenza artificiale a partire dalle sequenze genomiche batteriche

L’obiettivo del progetto PROB-AI è di addestrare algoritmi di intelligenza artificiale (machine learning: ML) utilizzando un set ridotto di probiotici confermati, per poi individuare nuovi potenziali probiotici tra tutti i batteri le cui sequenze genomiche sono depositate in database pubblici o progetti di ricerca.

Tali risultati computazionali aiuteranno i ricercatori a valutare le caratteristiche comuni ai microrganismi probiotici e non probiotici, consentendo l’identificazione di nuove specie batteriche da utilizzare nei campi biomedico e farmaceutico.

Inoltre, PROB-AI validerà sperimentalmente le predizioni in silico, convalidandole in vitro e in vivo, ed individuando le caratteristiche fondamentali in grado di discriminare i simbionti dagli organismi patogeni nel tratto gastrointestinale umano. L’uso del ML per identificare accuratamente nuovi probiotici rappresenta un approccio estremamente innovativo, ancora poco esplorato in questo campo.

Re.S.T.A - Azioni di comunicazione e animazione a sostegno della Rete Nazionale per la salvaguardia e la tutela della biodiversità animale

L’obiettivo del progetto Re.S.T.A. di Regione Lombardia, finanziato dal Ministero dell’Agricoltura, sovranità alimentare e foreste con DM_n._684584_del_13.12.2023, è sensibilizzare il pubblico sull’importanza delle risorse genetiche animali lombarde attraverso azioni di divulgazione scientifica.

CNR-IBBA, partner scientifico del progetto, contribuisce alla realizzazione dei seguenti prodotti:

1. contenuti scientifici per la produzione di 3 video divulgativi sulle razze autoctone e popolazioni zootecniche lombarde e sulle tecniche di conservazione della Criobanca del Germoplasma Animale IBBA-CNR.
   2. seminario tecnico-scientifico rivolto agli allevatori custodi, con focus sulla conservazione e valorizzazione delle razze locali con visite guidate presso la Criobanca IBBA-CNR, con l’obiettivo di approfondire il tema della conservazione ex-situ e della valorizzazione delle razze autoctone attraverso i prodotti tipici.
2. webinar online in occasione della Giornata Nazionale della Biodiversità Agricola, con interventi di esperti e allevatori, rivolto a studenti di scuole a indirizzo agricolo scientifico e alberghiero.
3. contenuti scientifici per creare un Atlante della biodiversità lombarda con schede digitali per documentare e valorizzare le razze animali locali lombarde.

Un’iniziativa unica che unisce ricerca, comunicazione e territorio per preservare un patrimonio genetico unico e promuoverne la conoscenza.

PRIN 2022 EPI-ADAPT - Epigenetic basis of adaptation to climate change: a comparison of indicine and taurine

EPI-ADAPT studia le variazioni epigenetiche in funzione dell’adattamento a cambiamenti climatici (stress da calore) in diversi tessuti bovini.

Il progetto si occuperà dello studio delle differenze epigenetiche tra razze appartenenti a due sottospecie bovine, B. taurus e B. indicus, allevati in due diverse stagioni: una molto calda (stress da calore) e una più fresca (fase di recupero). Inoltre caratterizzerà campioni raccolti da un precedente esperimento effettuato in Brasile, nel quale tori appartenenti a due razze diverse, Angus e Nellore, sono stati sottoposti a stress da caldo.

STM (Short-term Mobility) - To impute or not impute, a problem of missing data

Questo progetto STM (Short-term Mobility) è una collaborazione con il Dipartimento di Bioscienze dell’Università di Cardiff (UK), per esplorare l’efficienza dell’imputazione di dati mancanti in diverse specie animali e vegetali, in casi-studio di dimensione campionaria relativamente piccola, con grandi proporzioni di dati mancanti e popolazioni eterogenee.

La rivoluzione genomica ha aumentato la quantità di dati genetici disponibili, ma il problema dei dati mancanti che rendono difficile l’analisi statistica rimane rilevante. L’obiettivo principale di questo progetto è determinare l’affidabilità degli approcci di imputazione usati per trovare valori per i dati mancanti in dataset genomici. A tal fine sono stati usati dei metodi bioinformatici per: i) quantificare l’accuratezza dell’imputazione, e ii) quantificare la sensibilità dell’imputazione a diversi gradi di divergenza genetica.

PRIN 2022 PHASTILL - Nutritional exploitation of a common bean (Phaseolus vulgaris) TILLING population

Il progetto PhasTILL mira a migliorare la qualità nutrizionale del fagiolo comune, una coltura strategica per la dieta umana. I semi rappresentano una fonte importante di nutrienti e composti bioattivi, ma la presenza di fattori antinutrizionali ne limita il pieno utilizzo alimentare.

Il progetto si basa su due popolazioni mutagenizzate di fagiolo comune, una già disponibile e una sviluppata nell’ambito di PhasTILL. L’obiettivo è identificare geni e tratti di interesse attraverso un approccio integrato multi-omico, che combina:

• Genetica inversa (TILLING by Sequencing) per individuare mutazioni in geni chiave coinvolti nella qualità del seme;
• Genetica diretta, mediante profiling metabolomico dei semi, per selezionare linee con composizione alterata;
• Analisi trascrittomiche su linee mutanti selezionate;
• Mappatura delle mutazioni indotte nelle linee più promettenti.

I dati fenotipici, metabolomici, nutrizionali, genomici e trascrittomici saranno integrati in un database PhasTILL a supporto dell’analisi e interpretazione delle risorse generate.

Risultato atteso: identificazione di geni chiave e varianti utili allo sviluppo di nuove varietà di fagiolo comune con migliorato valore nutrizionale e benefici per la salute.

PANWHEATGRAIN - Grain Pangenomics for Durum Wheat Sustainable Production

L’Italia e i Paesi del Mediterraneo importano grandi quantità di grano coltivato con fertilizzanti a base di azoto, la cui produzione artificiale è responsabile del 70% delle emissioni di gas serra (GHG), principale causa del riscaldamento globale.

Il progetto PanWheatGrain ha adottato un approccio sistemico per decifrare il panorama genetico e funzionale alla base della dimensione e della qualità nutrizionale della cariosside, con l’obiettivo di un utilizzo più efficace della variabilità genetica nel frumento tetraploide (Triticum turgidum spp.).

Il progetto mira al sequenziamento dei genomi di 10 accessioni che rappresentano un’ampia variabilità del frumento tetraploide per dimensione e qualità della granella. Queste cultivar sono state studiate per: efficienza di utilizzo dell’azoto, accumulo di proteine e amido nel chicco, deviazione del contenuto proteico della granella e resa. Analisi genomiche, trascrittomiche e metabolomiche hanno consentito di chiarire le vie biosintetiche/metaboliche e le reti di regolazione genica rilevanti per il contenuto di proteine e amido della granella, la deviazione proteica e la dimensione del chicco in condizioni di livelli di azoto ottimali e sub-ottimali. È stato inoltre utilizzato l’editing genomico per generare nuove varianti alleliche in corrispondenza di bersagli regolatori chiave.

PRIN 2022 NEWROOTS - Evaluation & cloning of a major root angle QTL for a sustainable production in durum wheat

Il progetto NEWRoots ha lo scopo di è produrre informazioni genetiche e funzionali in frumento duro (Triticum turgidum ssp. durum) sugli aspetti dell’architettura del sistema radicale e della percezione/assorbimento dei nutrienti. Questo attraverso lo sviluppo di piante più resilienti, adattate alle pressanti sfide poste dal cambiamento climatico, più efficienti nell’utilizzo di azoto la cui produzione causa il 70% delle emissioni di gas serra. Tre gli obiettivi principali del progetto:

1. identificazione e caratterizzazione di geni, reti regolatorie alla base dell’architettura del sistema radicale in risposta a livelli ottimali o subottimali di azoto
2. identificazione di nuovi fenotipi radicali potenzialmente associati all’adattamento del frumento duro a differenti pratiche di gestione agronomica, attraverso lo screening della variazione naturale della RSA in risposta ai livelli di azoto nel germoplasma di frumento duro
3. valutazione in campo degli effetti dell’angolo radicale sulle prestazioni del frumento duro in condizioni di limitata disponibilità idrica e di azoto

PRIN 2022 MISS.GO – Microbiota and Immune SignatureS of Graves’ disease and Orbitopathy

MISSGO affronta la malattia di Graves e la sua principale complicanza, l’orbitopatia di Graves, una condizione infiammatoria che può causare gravi alterazioni funzionali ed estetiche. Poiché manca ancora un modello in grado di prevedere quali pazienti svilupperanno l’orbitopatia, il progetto mira a chiarirne i meccanismi biologici alla base.

MISSGO studia l’interazione tra microbiota intestinale e sistema immunitario, con particolare attenzione allo squilibrio tra cellule T pro-infiammatorie e regolatorie. Attraverso tecniche avanzate di sequenziamento Shotgun, integrate con approcci multi-omici, il progetto analizza il microbiota e le risposte immunitarie in pazienti con malattia di Graves, orbitopatia e soggetti di controllo.

L’elemento innovativo è lo studio delle cellule immunitarie prelevate direttamente da tiroide e linfonodi, consentendo una caratterizzazione specifica della malattia. Integrando dati immunologici e microbiologici, MISSGO punta a sviluppare un modello predittivo per l’identificazione precoce dei pazienti a rischio, aprendo nuove prospettive per diagnosi tempestiva e terapie mirate.

PRIN 2022 PNRR EPIC FUN - Beef and Dairy Cattle Epigenetic diversity associated to Functional Adaptation

EpiC Fun esplora il ruolo della diversità epigenetica nei processi di adattamento e differenziazione delle razze bovine italiane da latte, a duplice attitudine e da carne, offrendo nuove chiavi di lettura sui meccanismi epigenetici che modellano le caratteristiche funzionali e produttive degli animali e valorizzano la biodiversità zootecnica nazionale.

l progetto si focalizza sulla metilazione del DNA, analizzata in cellule somatiche (sangue) e germinali (sperma), per studiare la variabilità epigenetica di 10 bovine italiane entro e tra razze e la sua relazione con la variabilità genetica e con tratti fenotipici e morfologici di interesse zootecnico.

Grazie a un approccio basato su tecniche genomiche avanzate, il progetto distingue le reali modificazioni di metilazione dalle variazioni genetiche, producendo una mappa epigenetica ad alta risoluzione delle varie razze. I risultati permetteranno di identificare potenziali segnali epigenetici ereditabili e di chiarire il ruolo congiunto di genetica ed epigenetica nei processi di adattamento, selezione e indirizzo produttivo.

Nel complesso, EpiC Fun propone una visione innovativa dell’allevamento bovino, in cui l’integrazione tra genoma, epigenoma e fenotipo supporta il miglioramento dell’efficienza produttiva, della qualità delle produzioni di carne e latte e della sostenibilità dei sistemi zootecnici.

APILOMBARDIA - Valutazione dei fattori fisiologici che riducono l’ovodeposizione in api regine ingabbiate con due differenti metodiche e reintrodotte in apiario

Il progetto studia gli effetti dell’ingabbio delle api regine, una pratica apistica usata per controllare la sciamatura e interrompere il ciclo della covata nella lotta a Varroa destructor, ma che può ridurre l’ovodeposizione dopo la reintroduzione in apiario.

La ricerca analizza le cause fisiologiche di questo calo, legate allo stress, alle alterazioni ormonali e alle limitazioni del movimento e dell’accoppiamento. Confrontando regine non ingabbiate con regine sottoposte a due diverse tipologie di ingabbio, il progetto valuta parametri morfometrici e lo stato dell’apparato riproduttivo, con particolare attenzione alla spermateca e alla vitalità degli spermatozoi.

I risultati forniranno indicazioni scientifiche per ottimizzare le pratiche apistiche e migliorare la salute e la produttività delle colonie.

PRIN 2022 ARIES – Advanced Research on the Impact of Environment on Sheep

Il progetto ARIES mira a migliorare efficienza, sostenibilità e resilienza della filiera ovina da latte italiana, con particolare attenzione ai sistemi produttivi localizzati in aree marginali.

Il progetto adotta un approccio integrato che combina genotipo animale, ambiente di allevamento e microbioma come fattori chiave che influenzano qualità del latte, resa casearia, salute della mammella ed emissioni di metano.

Attraverso un’ampia attività di fenotipizzazione ad alta risoluzione, analisi genomiche e sequenziamento metagenomico, ARIES intende identificare nuovi indicatori di adattabilità e tolleranza allo stress ambientale.

Un elemento innovativo è l’integrazione dell’opinione dell’allevatore come parametro funzionale nei programmi di miglioramento genetico.

I risultati forniranno strumenti operativi per la selezione genetica, la gestione sostenibile degli allevamenti e la valorizzazione delle razze ovine italiane.

Co.Science – Meet Research to Connect Science and Society

Co.Science è un progetto europeo di public engagement che mira a rafforzare il dialogo tra ricerca scientifica e società, riducendo la distanza tra ricercatori e cittadini. Il progetto promuove una scienza collaborativa, inclusiva e accessibile, attraverso eventi pubblici, laboratori interattivi, attività nelle scuole e percorsi di formazione sulla comunicazione scientifica. Nell’ambito delle European Researchers’ Night e delle iniziative Researchers at Schools, Co.Science porta la ricerca fuori dai laboratori, favorendo un dialogo bidirezionale con il pubblico.

IBBA-CNR contribuisce con attività di divulgazione sui temi della sostenibilità delle produzioni zootecniche, della biodiversità e dell’approccio One Health, coinvolgendo studenti di diverse fasce d’età.

Il progetto sostiene la cultura scientifica europea e il ruolo della ricerca come bene comune al servizio della società.