BIO-BELIEF Biofortificazione del fagiolo per promuovere una dieta sana e la sicurezza alimentare in un contesto di cambiamenti climatici

Il fagiolo è un alimento base in molte regioni del mondo. I semi di fagiolo sono una fonte importante di fibre alimentari, proteine essenziali ricche di aminoacidi, alcune vitamine e spesso mostrano un alto contenuto di minerali essenziali (Fe, Zn, Ca). Tuttavia, questi minerali sono scarsamente biodisponibili, principalmente a causa della presenza di acido fitico. Inoltre, circa il 60% dei fagioli comuni prodotti nel mondo sono coltivati in regioni soggette a stress idrico. Il progetto BIO-BELIEF (bando ERA-NET FOSC) mira a selezionare nuove linee di fagiolo biofortificate e resistenti alla siccità, al fine di promuovere una dieta sana in un quadro generale di sicurezza alimentare. I tratti di biofortificazione (aumento della concentrazione di Fe e diminuione della concentrazione di acido fitico nei semi) saranno introdotti nei background genetici resistenti alla siccità. L’innovativa tecnologia di genome editing sarà applicata per esplorare i geni candidati coinvolti nella resilienza alla siccità. Le linee biofortificate saranno sfruttate preparando ricette a base di fagioli. Il progetto BIO-BELIEF coinvolge: CNR-IBBA, CREA-GB e l’azienda Blumen Group, Italia; Università Aix-Marseille, Francia; CIAT, Kenya; Università di Pretoria, Sud Africa; EMBRAPA, Brasile.

VIDEO DI PRESENTAZIONE

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.

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.

Duck-Tech - Sviluppo di una filiera integrata e sostenibile per la produzione di bioprodotti: valorizzazione di reflui da digestori alimentati a Forsu

Scopo del progetto è lo sviluppo di un sistema biologico integrato per depurare le acque reflue generate da un impianto di digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti solidi Urbani (FORSU), basata sulla capacità della Lemna (o “lenticchia d’acqua”) di tollerare elevate concentrazioni contenuti di azoto e fosforo. Il progetto si propone di sviluppare un sistema sostenibile completamente naturale in grado di ottenere i seguenti obbiettivi:

– un sistema di trattamento biologico delle acque reflue;

– la trasformazione di alcuni inquinanti in materie prime (amido e acidi grassi) impiegabili nelle industrie alimentari e biochimiche, sostituendo prodotti ottenuti dall’agricoltura.

Inoltre il progetto fornirà un contributo alla comprensione del microbioma degradativo presente nella rizosfera delle piante acquatiche impiegate nel sistema, individuando i suoi effetti sulla purificazione del rifiuto solido urbano e, più in generale, sulla qualità microbiologica delle acque.

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.

VELICA - Da antiche colture materiali e prodotti per il futuro

Il progetto si propone di studiare la possibile re-introduzione di colture tradizionali sul territorio lombardo quali la canapa (Cannabis sativa L.) ed il lino (Linum usitatissimum L.), rendendone nuovamente remunerativa la coltivazione attraverso l’uso di tutti i bioprodotti ottenibili dalle varie parti della pianta, e.g.: olio estratto dai semi, fibra, proteine, metaboliti secondari. Inoltre, nel progetto si prevede di valorizzare anche tutti i residui e gli scarti delle varie trasformazioni della canapa e lino creando una gamma di bioprodotti di notevole interesse.

InFlaMe - Improvement of secondary metabolites production for human health by flax cell in vitro technology

L’obiettivo del progetto InFlaMe è di ottimizzare la produzione di alcune molecole (metaboliti secondari) di interesse farmacologico/nutraceutico, i lignani, normalmente prodotti a bassa concentrazione dalle piante di lino come molecole protettive contro erbivori e  microorganismi.

La tecnologia utilizzata a tal fine prevede l’impiego di colture di diversi tessuti cellulari ottenuti da differenti specie di lino che producono tre principali classi di lignani. Tali colture verranno opportunamente indotte ad una maggior produzione attraverso approcci biotecnologici basati sull’utilizzo di specifici elicitori e mediante tecniche di ingegneria metabolica.

In prospettiva, questa tecnologia permetterà di raggiungere una produzione su larga scala di molecole ad alto valore aggiunto che ad oggi è limitata all’estrazione diretta ed in piccole quantità dalle specie vegetali produttrici.

MITICAL - Miglioramento della coltivazione e produzione della canapa industriale in Lombardia mediante tecniche colturali innovative

Il progetto MITICAL si propone, attraverso azioni di ricerca integrate di agronomia, biochimica e biologia molecolare, di aumentare le conoscenze sulla coltivazione della canapa e sull’uso finale di due suoi prodotti: semi e infiorescenze. Il progetto prevede:

• l’analisi di quattro varietà di canapa, due monoiche e due dioiche, coltivate in due diverse località lombarde caratterizzate da diverse condizioni pedoclimatiche;
• la valutazione delle performance dei 4 genotipi in diverse condizioni: i) controllo; ii) utilizzo di biostimolanti; iii) trattamenti con elicitori;
• la valutazione della qualità nutrizionale dei semi: contenuto in proteine e in olio, profilo degli acidi grassi e contenuto di composti antinutrizionali;
• infiorescenze: si valuterà il contenuto in metaboliti secondari come cannabidiolo (CBD), tetraidrocannabinolo (THC) e polifenoli;
• studi di trascrittomica: analisi di correlazione tra espressione genica e fenotipo/metabolita, identificazione di polimorfismi allelici (SNP) e costruzione di network di coespressione;
• l’analisi metagenomica del suolo: caratterizzazione di funghi, batteri e metazoi, prima e dopo la coltivazione delle piante.

Il progetto verrà svolto in collaborazione con aziende agricole di due distretti lombardi (DAMA e DINAMO) che rappresentano i principali fruitori delle conoscenze sviluppate. Inoltre i dati prodotti dalle analisi biochimiche sui semi saranno utilizzabili da aziende agroalimentari e mangimistiche, mentre quelli sulle infiorescenze avranno ricadute nel settore farmaceutico e cosmetico.

RICE CONNECTIONS - Connecting biologies on rice disease resistance, drought tolerance and flowering time

Obiettivo generale del progetto “Rice connections” è l’elucidazione delle interconnessioni esistenti tra la resistenza a patogeni, la tolleranza alla carenza idrica ed il tempo di fioritura e lo studio di come un primo stimolo biologico possa influire sulla risposta della pianta ad uno stimolo successivo. Le relazioni fra i tre pathway biologici vengono analizzate usando approcci agronomici, genetici, genomici, di biologia cellulare e tramite la metodologia del “Two-hybrid system”.

Il progetto prevede:

• la fenotipizzazione per la resistenza a patogeni, la tolleranza alla carenza idrica ed il tempo di fioritura di diverse linee di riso, incluse delle linee trasnsgeniche per alcuni geni chiave
• l’identificazione, mediante analisi RNA-Seq e qRT-PCR, dei nodi regolatori, cioè di quei geni la cui espressione è sinergisticamente regolata da due pathway biologici
• l’identificazione dei nodi di connessione tra i diversi pathway biologici, tramite la metodologia del “Two-hybrid system”

Il progetto vuole rappresentare un contributo all’identificazione di una nuova generazione di geni da studiare e utilizzare nei programmi futuri di miglioramento genetico.

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

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.