Descrizione del modulo "Risposte fisiologiche delle piante agli stress abiotici (AG.P04.019.005)"

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  • Descrizione del modulo "Risposte fisiologiche delle piante agli stress abiotici (AG.P04.019.005)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Il risultato delle attività previste rappresenta uno strumento per la conoscenza dei sistemi agricoli in relazione al trend delle modificazioni climatiche che è alla base dello studio per individuare le possibilità di interventi migliorativi del modello produttivo ed è uno strumento indispensabile di programmazione. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Studio delle risposte delle piante agli stress abiotici a livello fisiologico, morfologico, biochimico e molecolare, integrato con il miglioramento genetico e pratiche agronomiche per il risparmio di H2O e N, e per la stabilizzazione delle produzioni. Effetti dell'eccesso di radiazione e salinità o la carenza di acqua e/o di azoto su (ortive) ecotipi campani di pomodoro e peperone, (graminacee da granella) grano e orzo, (specie da biomassa) Arundo e Cardo. Si utilizzeranno modelli di crescita e di produzione. Per lo stress idrico/salino, la tematica riguarderà anche lo studio della poli-ADPribosilazione che in condizioni di stress abiotici o biotici, indotta da danni al DNA, è correlata alla morte cellulare e al mantenimento dell'omeostasi energetica. Studio dell'interazione batteri-pianta nella rizosfera. Implementazione dell'efficienza del ceppo 16 di Pseudomonas putida, promotore della crescita e induttore di resistenza in pomodoro, attraverso la co-somministrazione di molecole segnale implicate nel Quorum Sensing. Studio delle interazioni tra pomodoro e Trichoderma o batteri rizosferici, usati come agenti di biocontrollo in agricoltura biologica e a basso impatto ambientale. (literal)
Competenze
  • Le competenze disponibili afferiscono all'uso di sistemi innovativi di misura e analisi in pianta e suolo per la quantificazione della produttività dell'acqua irrigua e dell'azoto, uso di modelli di simulazione del bilancio idrico e di azoto, analisi delle risposte fisiologiche alla carenza idrica e/o di azoto, analisi dell'espressione dei geni con tecniche di microarray ed annotazione funzionale dei geni regolati dallo stress e loro validazione biologica. Uso di indici agro-climatici e bio-climatici di quantificazione dell'effetto del clima sulla disponibilità delle risorse idriche. Analisi delle risposte dei sistemi fotosintetici ai fattori di stress abiotico riguardo allo scambio gassoso a livello di foglia e di canopy, alla fluorescenza della clorofilla a e alla termografia delle superfici vegetanti. Analisi delle simulazioni della crescita e della resa colturale con modelli con differenti approcci (water-, solar-, e carbon-driven). Analisi molecolari inerenti la poli-ADPribosilazione. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Le attività previste dal modulo rispondono alle richieste che provengono da vari settori del mondo produttivo agrario. La razionalizzazione delle risorse idriche e la salvaguardia dell'ambiente in un contesto di global change e il contenimento dei costi di produzione sono obiettivi di primaria importanza per il settore agricolo. Specie agrarie selezionate per la resistenza agli stress abiotici o specie non alimentari per la produzione energetica rinnovabile soddisfano le esigenze produttive in scenari futuri caratterizzati da cambiamenti climatici sfavorevoli alla crescita delle colture. Pomodori transgenici ad alto contenuto di carotenoidi possono essere impiegate a scopi industriali legati all'impiego di precursori di vitamina A. Nell'ottica dell'attuale climate change, dato che gli stress abiotici si sovrappongono (es.: stress salino strettamente connesso a quello idrico oppure lo stress idrico e quello termico), l'individuazione di tecniche agronomiche associate allo sfruttamento di cultivar in grado di rispondere alle avverse condizioni ambientali mantenendo alte le produzioni ed utilizzando efficientemente la risorsa idrica diventa strategico per molte aree del Mediterraneo. (literal)
Obiettivi
  • \"Caratterizzazione eco-fisiologica delle risorse genetiche autoctone di pomodoro e peperone della Campania e della Sicilia, di pregio dal punto di vista agronomico e merceologico-qualitativo. Valutazione della resistenza di varie specie, frumento, orzo, peperone pomodoro (ecotipi locali) e vite ai fattori di stress ambientali quali quello idrico, termico, da azoto e da alta radiazione. Caratterizzazione eco-fisiologica di genotipi di specie vegetali da biomassa ligno-cellulosica per la tolleranza agli stress ambientali e alla coltivazione con bassi input e screening rapido su plantule per misurare un numero elevato di parametri quantitativi utilizzati nella diagnosi degli stress idrico/salino. Identificazione di combinazioni di tecniche agronomiche a basso input con cultivar resistenti a uno o più stress abiotici in ambiente mediterraneo. Definizione di un network integrato di dati fisiologici, molecolari e biochimici per la risposta allo stress idrico e salino e/o a microrganismi biostimolanti in pomodoro e peperone. \" (literal)
Stato dell'arte
  • L'analisi di molteplici parametri fisiologici quali quelli dello scambio gassoso di CO2 e acqua e della fluorescenza della clorofilla a, dell'intercettazione della radiazione e della termometria superficiale risultà di grande utilità alla genomica. Sia il pomodoro sia il peperone in ambiente mediterraneo sono colture a rischio siccità a causa delle esigenze idriche dall'allegagione al completo sviluppo delle bacche e sono soggetti a cambiamenti fisiologici che influiscono sulla produttività e le caratteristiche qualitative del frutto. Funghi del genere Trichoderma in simbiosi con l'apparato radicale possono mitigare gli effetti dello stress idrico/salino ma i meccanismi molecolari sono ancora in larga parte sconosciuti. Data la situazione energetica internazionale, è indispensabile massimizzare l'efficienza energetica di un sistema agro-industriale attraverso la produzione di biomasse non alimentari per la produzione industriale di energia e materiali biodegradabili. (literal)
Tecniche di indagine
  • Analisi genetiche di microarray, discriminazione isotopica del carbonio (13C) e dell'ossigeno (18O), porometria e scambio gassoso a sistema aperto a livello fogliare, relazioni idriche fogliari, fluorescenza della clorofilla a con luce luce continua o modulata (con analisi puntuali o per immagine), termografia all'infrarosso, analisi della radiazione catturata dalla canopy, modelli di simulazione di crescita e produzione. Analisi elettroforetiche seguite da Western Blotting utilizzando anticorpi anti-PARP ed anti-PAR, in grado di riconoscere rispettivamente il dominio catalitico dell'enzima ed il prodotto della sua reazione, allo scopo di individuare quale PARP è espressa nel sistema in esame. (literal)
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