Micro4Life - Enabling the potential of the unexplored: exploiting tailored microbial consortia to enhance environmental, societal and economic sustainability and resilience of Italian agro-ecosystems

Micro4Life nasce con lo scopo di affrontare una delle sfide più urgenti dell’agricoltura moderna: il deterioramento della fertilità del suolo e l’impatto dei cambiamenti climatici sulla produttività delle colture. Focalizzandosi su vite e riso, due filiere fondamentali per l’agricoltura italiana, il progetto sviluppa e testa comunità microbiche benefiche, basate su funghi micorrizici arbuscolari e batteri rizosferici, in grado di migliorare la salute del suolo e rafforzare la resistenza delle piante agli stress ambientali.

Questi gli obiettivi del progetto: i) Selezionare in condizioni controllate inoculi micorrizici e SynCom; ii) Conoscere i meccanismi di selezione; iii) Selezionare le migliori SynCom; iv) Studiare gli effetti delle SynCom su diversi genotipi di riso; v) Identificare gli effetti delle SynCom su diversi genotipi di vite; vi) Potenziare gli strumenti analitici.

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.

E-crops - Tecnologie per l’Agricoltura Digitale Sostenibile

E-crops intende contribuire allo sviluppo ed alla diffusione dell’Agricoltura 4.0 nel Mezzogiorno, sviluppando tecnologie e metodologie innovative per gestire le colture ed i rischi a cui sono esposte; inserendo le nuove tecnologie nei tessuti produttivi di filiera, attraverso una serie di applicazioni pilota in grado di monitorare e quindi gestire i processi in funzione degli obiettivi aziendali. Verranno sviluppati strumenti di supporto decisionale, tramite la stretta interazione tra esigenze aziendali e metodologie di monitoraggio ed analisi, che permettano di gestire la variabilità spaziale di campo sia per aumentare la qualità del prodotto finale (su filiere ad alto valore aggiunto), sia per l’ottimizzazione gestionale in chiave di sostenibilità (su filiere industriali). E-crops impiegherà una infrastruttura per la fenotipizzazione HTP, eccellenza del Sud e unica in Italia, allo scopo di costruire rappresentazioni digitali delle colture in ambiente controllato che permettano di aumentare il livello di conoscenza ottenibile con tecniche di rilievo non invasivo. Le ricadute di mercato ed occupazionali sono triplici: nuovi mercati per produttori di tecnologie; aumento di competitività e redditività associato ad inserimenti in organico di nuove figure professionali; opportunità per la nascita di start-up di congiunzione tra tecnologia ed agricoltura.

BOBCAt - Biotechnologies for sustainable production of bio-based commodities and specialty products in a cardoon-based biorefinery

Il progetto ha come obiettivo lo sviluppo di colture di cellule di cardo per l’ottenimento di composti di valore, quali: oli ed estratti idrofilici arricchiti in molecole bioattive per applicazioni nel settore della cosmetica; acidi grassi per la produzione di bioplastiche, bioadditivi, lubricanti, etc. In un’ottica di economia circolare si cercherà di utilizzare sistemi colturali che prevedano come input l’uso di scarti dell’industria alimentare, inoltre verrà valutata la possibilità di ottenere colture autotrofe per rendere il sitema più sostenibile. È previsto l’uso di approcci biotecnologici per modificare le vie biosintetiche degli acidi grassi e della lignina al fine di aumentare le rese in bioprodotti e il migliore riutilizzo della biomassa di scarto.

PRIN 2022 PNRR TOLERANT - ModulaTing hOrmone signaLling for watEr productivity and dRought resistANce in Tomato

In linea con l’obiettivo PNRR di raggiungere “una filiera agroalimentare sostenibile, migliorare la competitività delle aziende agricole e le loro prestazioni climatico-ambientali”, TOLERANT vuole contribuire alla sfida di ridurre i consumi idrici in agricoltura e aumentare la resilienza delle nostre colture, con particolare riferimento al pomodoro.

Il cuore della strategia TOLERANT è la modulazione della via di segnalazione dell’ormone dello stress, l’acido abscisico (ABA). Utilizzando le innovative Tecniche di Evoluzione Assistita (TEA) il progetto si sviluppa su due assi principali: (i) il controllo della sensibilità la sensibilità all’ABA, attraverso l’inattivazione di diverse PROTEIN PHOSPHATASE 2C, che agiscono come modulatori negativi della segnalazione dell’ABA, e (ii) la riduzione della perdita d’acqua per traspirazione, attraverso l’inattivazione del gene MYB60 che agisce come integratore trascrizionale delle risposte all’ABA negli stomi.

Attraverso l’approccio integrato di genetica, genomica, fisiologia e fenomica, TOLERANT mira a costituire nuovi genotipi di pomodoro caratterizzati da migliore efficienza nell’uso dell’acqua e stabilità della resa, anche in condizioni di deficit idrico, contribuendo così alla resilienza dei sistemi agricoli agli effetti negativi dei cambiamenti climatici in atto.

SURF - Selezione e sviluppo di materiali genetici per la resistenza alle virosi del frumento

Il progetto SURF mira a selezionare e sviluppare materiali genetici di frumento duro (Triticum durum Desf.) per la resistenza a virus, individuando e utilizzando caratteri di resistenza attraverso l’utilizzo di moderni approcci sperimentali e tecnologie scientifiche all’avanguardia. Il primo obiettivo del progetto è l’identificazione di genotipi di frumento duro resistente a soil-borne cereal mosaic virus (SBCMV) e l’individuazione di caratteri di resistenza, attraverso un approccio di Genome Wide Association Study (GWAS). Verrà utilizzata una collezione di genotipi di frumento duro precedentemente genotipizzata per la presenza di marcatori SNP. Il secondo obiettivo del progetto è lo sviluppo di linee di frumento duro in cui risulta inattivato il gene codificante per una proteina-disolfuro-isomerasi (PDI) attraverso l’utilizzo del genome editing. In particolare in orzo, una variante del gene PDIL5-1, codificante per una PDI simile a quella di frumento, causa resistenza innata a ceppi multipli di Bymovirus. Verrà quindi utilizzato il gene ortologo di frumento duro per gli esperimenti di genome editing. I caratteri di resistenza individuati potranno quindi essere utilizzati in futuri programmi di miglioramento genetico di frumento.  I risultati raggiunti dal progetto saranno disponibili gratuitamente per tutte le imprese attive nel settore agricolo.

RISINNOVA - Integrated genetic and genomic approaches for new Italian rice breeding strategies

Obiettivo generale del progetto “RISINNOVA” è fornire alla filiera risicola italiana strumenti genetici e genomici per lo sviluppo di varietà di riso più competitive, adatte per il mercato sia interno che internazionale.

Il progetto è strutturato in cinque Workpackage (WP):

WP1. Approcci genetici e genomici per la protezione contro le principali malattie del riso

WP2. Strategie genetiche e genomiche per la protezione del riso contro i principali stress abiotici (carenza idrica, stress salino, stress termico)

WP3. Diversità genetica e funzionale delle comunità microbiche associate al riso

WP4. Sistemi di analisi genomica applicata alla biodiversità

WP5. Divulgazione, formazione e trasferimento tecnologico

Nell’ambito del WP2 l’attività dell’IBBA ha come scopo l’identificazione di potenziali geni chiave nella risposta di tolleranza allo stress osmotico. L’attività prevede: i) la valutazione fisiologica di diverse cultivars di japonica per la loro risposta allo stress osmotico ii) la selezione di due cultivars con un fenotipo contrastante (sensibile vs tollerante) iii) un’analisi RNA-Seq dei cambiamenti nel trascrittoma di foglie e radici di queste due cultivars in risposta allo stress osmotico

PRIN 2022 TAM&SER - The puzzling mystery of tryptamine and serotonin roles in plants: a comprehensive investigation in Solanum lycopersicum.

Triptamina e serotonina sono due indolamine ampiamente distribuite nel regno vegetale e sono considerate precursori della melatonina. Molte specie vegetali accumulano elevate quantità di triptamina e serotonina, anche molto più della melatonina. Tuttavia, poco è noto sul ruolo biologico di queste molecole.

La serotonina sembra essere coinvolta in processi fisiologici e nella protezione dagli stress biotici, mentre la triptamina nella protezione a stress biotici e abiotici. È interessante notare che studi recenti hanno riportato il coinvolgimento di serotonina e melatonina nelle interazioni pianta–endofiti.

Il progetto TAM&SER mira a svelare il ruolo biologico di triptamina e serotonina in pomodoro (S. lycopersicum)

sPATIALS3 - Miglioramento delle produzioni agroalimentari e tecnologie innovative per un’alimentazione più sana, sicura e sostenibile

Il progetto si configura come un HUB tecnologico e di ricerca che coinvolge 12 istituti CNR, appartenenti a 4 diversi Dipartimenti, e 4 aziende, i cui obiettivi sono: ottenere prodotti migliorati per le proprietà nutrizionali e funzionali; fornire e implementare tecnologie di precisione per garantire la sicurezza, la tracciabilità e la qualità dei prodotti; sviluppare smart– e active-packaging ecosostenibili e innovativi per minimizzare e recuperare, ove possibile, gli sprechi e aumentare la conservabilità degli alimenti; fornire al consumatore e alle aziende strumenti per la fruibilità dei risultati.

ACRYRED - Reducing Acrylamide Exposure of Consumers by a Cereals Supply-chain Approach Targeting Asparagine

La sfida di ACRYRED è quella di creare una rete multidisciplinare di ricerca e comunicazione sulla riduzione della formazione di acrilammide, che coinvolga l’intera filiera, dai cereali ai prodotti di consumo. Se i livelli di asparagina possono essere ridotti attraverso migliori selezioni genetiche e pratiche agricole, la formazione di acrilammide a valle nei prodotti a base di cereali può essere ridotta significativamente.

L’urgenza di risolvere il problema è aggravata dal fatto che non esistono in commercio cereali con una bassa concentrazione di asparagina garantita, in grado di soddisfare i requisiti di diverse categorie alimentari. Inoltre, l’industria di trasformazione non dispone di uno strumento affidabile per misurare i livelli di asparagina libera contenuta nella materia prima.

ACRYRED riunisce a livello europeo breeder, agricoltori, aziende sementiere, aziende di trasformazione alimentare, tossicologi, enti di regolamentazione pubblici e gruppi di interesse dei consumatori per definire linee di ricerca relative alla formazione di asparagina nelle piante, nonché per studiare nuovi modelli economici che comprendano l’intera filiera.

NUTRAGE - Nutrizione, Alimentazione & Invecchiamento Attivo

Con un approccio multidisciplinare, Nutrage si pone l’obiettivo di promuovere soluzioni e strategie per un invecchiamento attivo e in salute che mostra importanti ricadute sul futuro, benessere e coesione sociale del Paese. Le evidenze suggeriscono che l’alimentazione svolge un ruolo chiave nel favorire la prevenzione e il ritardo dell’insorgenza delle principali patologie legate all’invecchiamento della popolazione; pertanto il progetto intende sviluppare nuovi alimenti ad alto valore nutrizionale, nuovi regimi dietetici e programmi specifici di nutrizione personalizzata, e favorire nuovi percorsi a supporto della salute, benessere e sicurezza della popolazione più fragile. Obiettivi specifici del progetto sono:

• Sviluppo di (Bio)tecnologie agroalimentari
• Sviluppo di nuovi alimenti ad alto valore salutistico
• Tecnologie green per l’estrazione e la stabilizzazione di biocomposti
• Identificazione di biomarcatori precoci
• Strategie innovative per l’active and healthy aging
• Analisi integrata delle basi fisiopatologiche dell’invecchiamento
• Cultura ed educazione del cibo