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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.