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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

PNRR AGRITECH (SPOKE 8) - CIRCULAR ECONOMY in AGRICULTURE THROUGH WASTE VALORIZATION and RECYCLING

L’attività di ricerca svolta presso IBBA è inquadrata all’interno Task 8.1.2 “Valorisation of the waste by biotechnology processes to obtain for high value molecules or new products” ed è incentrata sull’ utilizzo di microalghe (Chlorella sorokiniana e Chlorella vulgaris) e piante acquatiche (Lemna minor, Lemna gibba) per il trattamento di scarti lattiero caseari accoppiato alla produzione di biomasse valorizzabili per il contenuto proteico e l’estrazione di composti ad alto valore aggiunto.

Nell’ambito del progetto è prevista anche la caratterizzazione metagenomica dei consorzi microbici associati agli organismi fotosintetici durante il trattamento dei reflui e l’isolamento e caratterizzazione di ceppi locali microalgali dalle acque di lavaggio degli impianti caseari.

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.

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

AGROBIO

Il progetto si inserisce in una collaborazione con l’azienda Blumen nell’ambito del progetto ValProfag (finanziato da POR-FESR Piemonte) il cui obiettivo è facilitare la coltivazione del fagiolo e migliorarne le qualità nutrizionali. In particolare, l’obiettivo è ottenere varietà di fagiolo a più alto contenuto in Fe, inteso sia come quantità assoluta che quantità biodisponibile. IBBA-CNR collabora alle attività di miglioramento genetico per gli aspetti di fenotipizzazione dei caratteri di interesse (riduzione di acido fitico e contenuto di ferro).

LEGUPLUS - Valutazione di leguminose alternative per l’alimentazione sostenibile e funzionale del suino

Il progetto, coordinato dall’Università degli di Studi di Milano ha come obiettivo generale la valutazione della potenzialità d’uso di nuove linee di fagiolo a basso contenuto di fattori antinutrizionali e di accessioni di lupino bianco e di lupino azzurro di particolare interesse come fonte proteica innovativa nell’alimentazione del suinetto, sia in termini di efficienza nutrizionale, sia in termini d’impatto ambientale. La sperimentazione in vivo in suinetti allo svezzamento permetterà di valutare l’efficienza alimentare dei nuovi mangimi vegetali, di identificare variazioni del microbiota intestinale associate alle diverse diete che verranno testate e, infine, di valutare l’effettiva biodisponibilità dei macro- e micronutrienti e la riduzione dell’impatto ambientale, sia in termini di minore escrezione di fosforo e minerali, sia dal punto di vista microbiologico. IBBA-CNR si occuperà di analizzare e fornire i materiali genetici di fagiolo e delle attività di analisi del microbiota.

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