Descrizione della commessa "Tecnologie ecosostenibili per la protezione delle piante dagli agenti di danno (AG.P04.026)"

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  • Descrizione della commessa "Tecnologie ecosostenibili per la protezione delle piante dagli agenti di danno (AG.P04.026)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Disponibilità di biopesticidi e altri principi attivi naturali, e di processi innovativi per la protezione delle piante in agricoltura biologica e riduzione o contenimento di diversi agenti di danno; identificazione di microrganismi attraverso sonde molecolari per la certificazione di piante esenti da malattie o monitoraggio di specie utili, dopo la loro introduzione nell'ambiente agrario. Utilizzazione di prodotti di origine naturale in processi produttivi agrari esenti dall'uso di prodotti di sintesi. Uso d'induttori di resistenza nella protezione delle colture. Riduzione d'impatto ambientale per le procedure di protezione delle piante. Riduzione dell'immissione di gas serra nell'atmosfera. Applicazione di sonde specifiche per la diagnostica microbiologica e ambientale. Dati su genomica di nematodi o altri organismi e agenti di danno. (literal)
Strumentazione
  • Le apparecchiature possono essere raggruppate in: - strumentazione per biologica molecolare e analisi biochimica (PCR, Real Time PCR, Licor, spettrofotometri, analizzatori di gel, apparecchiature per elettroforesi, AFLP e sequenziamenti, HPLC); - strumentazione per analisi in microscopia ottica (diversi microscopi a trasmissione e stereoscopi); - apparecchiature per analisi di superfici (AFM/STM); - strumentazione di supporto alle predette attività (celle termostatate, camere climatiche o di crescita, congelatori -20 e -80, liofilizzatori). Gli impianti includono una serra di ca 100 mq., infrastrutture per il lavaggio e trattamento del terreno per l'estrazione di nematodi e una camera fredda per lo stoccaggio di campioni ed altro materiale vegetale. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Sviluppo di metodi, prodotti e processi per la lotta biologica e a basso impatto ambientale e l'agricoltura sostenibile, con raccolta, identificazione, sequenziamento e selezione degli antagonisti dei principali agenti di danno delle colture. Studi di microbiologia applicata alla rizosfera delle piante coltivate, con sviluppo di modelli rappresentativi delle interazioni ospite-antagonista. Analisi di funghi endofiti, della loro biologia e delle relazioni con la pianta ospite. Sequenziamento di geni per l'epidemiologia molecolare di funghi e batteri utili o per l'identificazione di nematodi ed altri fitopatogeni con sonde molecolari, con finalità diagnostiche. Sviluppo di tecniche a basso impatto ambientale e sostenibili per l'uso di prodotti di sintesi. Studi di biochimica e dei geni attivi nelle interazioni ospite-parassita. Valutazione di metodi fisici per applicazioni in agricoltura sostenibile. Studio di prodotti e molecole d'origine naturale ad azione antiparassitaria. Monitoraggio e analisi fitopatologiche per colture arboree mediterranee e ortive e delle interazioni dei principali fitoparassiti e fitopatogeni con l'ambiente, incluso gli effetti dei cambiamenti climatici. (literal)
Competenze
  • Le competeze dell'UOS di Bari dell'IPP si avvalgono dell'esperienza derivante dallo studio ventennale sui principali nematodi fitoparassiti. Esse includono: microbiologia del terreno e della rizosfera; lotta biologica e a basso impatto ambientale contro nematodi o altri agenti di danno; biologia molecolare di nematodi o microrganismi antagonisti e analisi delle relazioni ospite-parassita; metagenomica e trascrittomica di microrganismi del terreno; analisi dell'espressione genica; ecologia della rizosfera, analisi e modellistica applicata; statistica; nematologia; microbiologia; agronomia; microscopia ottica e a sonda di scansione; fitopatologia, diagnostica e applicazione di sonde molecolari; micologia; identificazione e gestione di fonti di resistenza in piante ortive; identificazione di geni in piante, funghi, nematodi ed altri agenti di danno; istopatologia e analisi delle interazioni pianta-patogeno-parassita; chimica e biochimica analitica. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Prodotti e processi per la protezione integrata o biologica delle colture agrarie da nematodi o altri agenti fitoparassiti in agricoltura tradizionale o sostenibile. Sviluppo di nuovi protocolli di applicazione per nematocidi e altri prodotti di sintesi in agricoltura convenzionale. Sfruttamento di microrganismi utili (funghi e batteri) per la protezione delle piante in agricoltura biologica. Applicazioni per lo sviluppo di formulati in settori industriali dei biopesticidi. Caratterizzazione genica d'isolati e collezioni di microrganismi suscettibili di trasferimento industriale. Nuovi microrganismi d'interesse industriale. Genomica di nematodi fitoparassiti e antagonisti. Sviluppo di formulati microbiologici, biopesticidi e metodologie industriali per il settore \"biologico\" o convenzionale. Sviluppo di know-how per la produzione di formulati e mezzi di coltura per microrganismi e antagonisti da usarsi in lotta biologica. Sfruttamento di sostanze attive d'origine naturale, di compost e altri sottoprodotti e di metodi fisici di controllo. Identificazione d'induttori di resistenza e dei geni coinvolti nella reazione della pianta ospite al parassitismo da parte di nematodi galligeni. (literal)
Tecnologie
  • Modellistica, con applicazione di modelli descrittivi per identificare i principali meccanismi di regolazione naturale da parte di microrganismi del terreno nei confronti di nematodi fitoparassiti: modelli epidemiologici, simulazioni di sistemi complessi, analisi delle serie temporali. Sviluppo di algoritmi genetici per l'ottimizzazione dei modelli; trascrittomica e metagenomica; diagnostica molecolare dei microrganismi e antagonisiti da modellizzare. Questi strumenti sono applicati allo studio in campo o in serra delle interazioni fra il microrganismi utili (Pochonia, Pasteuria) e fitoparassiti (nematodi galligeni o cisticoli, funghi del terreno) in diverse condizioni colturali. Modelli non lineari basati su parametri biologici con vari livelli di complessità saranno applicati all'uso di formulati contenenti propaguli del fungo e/o endospore di batteri antagonisti, in differenti combinazioni delle densità dell'ospite. Sonde molecolari specifiche saranno sviluppate per fornire dati sulla densità dei microrganismi associati a nematodi o funghi e/o misurarne i livelli di prevalenza in campo o dell'espressione genica. (literal)
Obiettivi
  • Sviluppo di metodi sostenibili di protezione delle piante e di prodotti e processi industriali per la lotta biologica e l'agricoltura sostenibile, basati su microrganismi (funghi e batteri selezionati ma non modificati geneticamente) o altri organismi utili. Identificazione dei fattori chiave legati all'efficacia dei biopesticidi e delle loro formulazioni. Identificazione di geni di resistenza nella piante, o coinvolti nell'insorgere di virulenza nei nematodi. Sviluppo di modelli interpretativi delle relazioni fra antagonisti e agenti fitopatogeni o parassiti. Tecnologie per la riduzione dell'uso di pesticidi grazie allo sfruttamento di fonti di resistenza genetica nelle piante. Sequenziamenti finalizzati allo sfruttamento o riconoscimento di antagonisti, all'identificazione di agenti fitoparassiti e all'analisi della biodiversità. Uso di endofiti e promotori della crescita. Riduzione d'impatto ambientale nell'uso di prodotti tradizionali di sintesi in agricoltura convenzionale. Identificazione di nuove molecole d'origine naturale ad azione antiparassitaria. Acquisizione di dati epidemiologici sui principali agenti di danno delle piante e relativi antagonisti. (literal)
Stato dell'arte
  • La sostituzione dei prodotti di sintesi con tecnologie di protezione delle piante sostenibili richiede lo studio di molte variabili di tipo biologico, ambientale e tecnico coinvolte. La richiesta di alimenti più sani promuove le produzioni e le imprese agrarie a basso impatto ambientale e il settore dei prodotti biologici e dell'agricoltura sostenibile, che in Italia supera un milione di ettari. Il mercato richiede nuovi fattori di produzione basati sui microrganismi o organismi utili da usare in lotta biologica o integrata. La ricerca riflette quindi la domanda di prodotti e processi per nuovi settori produttivi ed attività industriali, da parte di piccole e medie imprese collegate alla produzione e/o all'uso di antiparassitari biologici. Le ricerche prevedono un incremento negli studi di base e applicati, in vitro e in vivo, per: identificazione, descrizione, biochimica e biologia di parassiti e loro antagonisti; ricerca di nuove specie e isolati di antagonisti; valutazione e selezione delle specie di maggior interesse in condizioni controllate; validazione di prodotti e formulati con prove e saggi in campo e saggi su nuovi principi attivi o sostanze di origine naturale. (literal)
Tecniche di indagine
  • Applicazioni di biologia molecolare: amplificazione con PCR di geni ribosomiali o funzionali, a partire da primers elaborati sulle regioni genomiche di maggior interesse. Sviluppo di sonde molecolari fluorescenti, per la diagnostica e l'analisi quantitativa con Real time PCR. Analisi trascrittomica e metagenomica di endofiti e batteri del terreno con metodi NGS. Costruzione di sonde a DNA per usi diagnostici. Diagnostica su vettori di virus con sonde molecolari e trascrizione inversa, e applicazioni epidemiologiche. Test in vitro sulle attività di filtrati in varie condizioni di crescita, per valutare l'attività di biocontrollo o in vivo della componente enzimatica contro nematodi o funghi fitopatogeni. Individuazione degli enzimi e dei principali fattori responsabili per l'efficacia del biocontrollo. Metodi molecolari basati sull'uso di beads magnetici per l'estrazione e purificazione di DNA da terreno, per il successivo uso con PCR nell'analisi quantitativa delle popolazioni. Analisi ad alta risoluzione di superfici biologiche con microscopia a sonda di scansione. FISH e tecniche di microscopia in fluorescenza. (literal)
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