Descrizione della commessa "Genomica e Proteomica per il miglioramento della produttività e della qualità delle piante (AG.P01.007)"

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  • Descrizione della commessa "Genomica e Proteomica per il miglioramento della produttività e della qualità delle piante (AG.P01.007)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Il miglioramento della qualità delle produzioni agrarie oltre che influenzare positivamente la competitività dei prodotti nazionale e rallentare le importazioni da paesi in via di sviluppo, ha effetti benefici sulla salute dei consumatori. In tal senso le indagini per la messa a punto di sistemi di tracciabilità e rintracciabilità a livello molecolare sono particolarmente interessanti. Degne di nota sono anche le ricerche per incrementare l'assimilazione delle proteine nei ruminanti. Gli interventi genetici atti a fissare il vigore ibrido attraverso l'apomissia potrebbero elevare le produzioni ed il livello di vita dei paesi emergenti evitando di ricorrere ogni anno all'acquisto di sementi ibride. (literal)
Strumentazione
  • Serre con controllo della temperatura, serra per OGM , celle per impollinazione controllata, piccolo campo sperimentale, camera per radioisotopi, camere di crescita di piante con controllo di temperatura e luce, camere per colture in vitro a condizioni variabili di luce e temperatura, celle a flusso laminare per colture in vitro, congelatori a -80°C e a -20°C, armadi frigoriferi, liofilizzatore, centrifughe, spettrofotometro tradizionale e per microquantità, microscopi ottici normali e rovesciati a luce bianca ed in fluorescenza, Laser Capture Microdissection, Piattaforma Microarray Affinimetric, termociclizzatori per l'amplificazione di DNA via PCR, Real Time PCR, sequenziatori per acidi nucleici (sistema semiautomatico ABI Prism 3130 a 4 capillari, Genomix per analisi e isolamento di frammenti AFLP, Alf, sistemi tradizionali su gel), elettroforesi pulsata, apparato per la elettrofusione di protoplasti, elettroporatore, gene gun per trasformazione genetica di nucleo e cloroplasti, DHPLC (cromatografia liquida ad alta pressione ed in condizioni denaturanti) per la ricerca di polimorfismi per singolo nucleotide (SNP), HPLC, ed altre apparecchiature di uso comune. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Geni strutturali e regolativi ed espressione funzionale dei geni coinvolti nella sintesi dei tannini condensati. Studio funzionale di geni coinvolti nella risposta a stress osmotico. Processi di neo e sottofunzione di geni MYB di Arabidopsis. Allestimento in M.truncatula di una collezione di mutanti per studi di genetica diretta ed inversa. Identificazione dei meccanismi molecolari responsabili della riproduzione apomittica in Paspalum. Barbabietola: piante transpalstomiche resistenti ad erbicidi. Studio in Arabidpsis degli effetti in meiosi dell'acetilazione istonica sulla struttura della cromatina e trascrizione. I dentificazione di QTL coinvolti nell'interazione pomodoro/microrganismi benefici/patogeni Pomodoro: interventi di RNAi sistematica per geni coinvolti nello sviluppo della pianta e del frutto e nell'interazione con l'ambiente, in pomodoro. Tuber: marcatori SSR, genetica di popolazione, differenziazione di popolazioni locali e sistema riproduttivo. Selezione assistita in olivo e rintracciabilità degli oli. Allestimento di una libreria BAC in citrus. Effetto di cambiamenti climatici e pressioni antropiche sulla struttura genetica di popolazioni di piante spontanee. (literal)
Competenze
  • Si dispone di competenze di agronomia, genetica, biologia, biologia molecolare, genomica, trascrittomica, bioinformatica, biochimica, citogenetica, istologia, biotecnologie quali coltura in vitro di organi della pianta, di cellule e protoplasti, rigenerazione di piante, trasformazione genetica del nucleo e del plastoma; individuazione,isolamento, clonazione di geni, silenziamento genico con varie metodologie,allestimento di librerie BAC e a cDNA, produzione di mutanti; utilizzazione di marcatori molecolari competenze di miglioramento genetico tradizionale e miglioramento genetico assistito. Produzione di collezioni di mutanti per indagini di genetica diretta ed inversa, espressione di proteine eterologhe in vari comparti subcellulare al fine di migliorare la qualità degli alimenti e di sintetizzare molecole di interesse industriale. Aspetti genetico molecolari della resistenza a stress biotici ed biotici. Analisi dell'espressione genica. Genomica funzionale in relazione all'espressione di caratteri di pregio agronomico. Meccanismi molecolari del sistema riproduttivo con particolare attenzione alle varianti che possano assicurare prodotti di qualità superiore. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • In M.truncatula i mutanti per inserzione e tilling consentono di risalire a geni;. il mutante privo di saponine emolitiche è molto interessante.I marcatori molecolari:in tartufo servono per la predisposizione di marchi D.O.P. e per indagini sul sistema riproduttivo mentre in olivo per la caratterizzate di cultivar. In particolare, gli SNP sono impiegati per la sintesi di PNA cultivar specifici che poi consentono la tracciabilità degli oli.L'identificazione dei geni per la sintesi dei tannini condensati, oltre che migliorare la qualità dei foraggi, potrebbe trovare applicazioni in ambito farmaceutico.La studio della ricombinazione meiotica in risposta all'acetilazionee l'apomissia, in particolare, sono indagini di estrema importanza nel miglioramento genetico delle piante e possono dare un notevole impulso all'industria sementiera. In pomodoro, l'identificazione dei geni responsabili della qualità del frutto della tolleranza a stress biotici ed abiotici, lo studio dell'interazione pianta/funghi biocontrollo possono migliorare la qualità delle produzioni agricole e dei prodotti tipici e ridurre l'impatto ambientale. Determinazione di scenari evolutivi. (literal)
Tecnologie
  • Le tecnologie d'indagine riguardano la produzione di mutanti per inserzione (T-DNA tagging e trasposoni), mutagenesi chimica (EMS) e RNAi; allestimento e screening di librerie genomiche e a cDNA, di mappe genetiche; identificazione, isolamento e clonazione di sequenze geniche anche differenzialmente espresse; utilizzazione di marcatori molecolari per filogenesi, caratterizzazione di varietà, tracciabilità, breeding assistito, predisposizione di marchi di origine, sequenziamento di acidi nucleici; analisi del trascrittoma mediante macro e microarray, real time RT/PCR. Isolamento ed analisi di loci SSR e di SNPs anche mediante DHPLC. Isolamento di microsporociti con LCM. Analisi HPLC, Southern, northern e western blotting. Espressione di proteine eterologhe in eucarioti e procarioti . Allestimento di BAC library. Analisi funzionale di geni e promotori. Ottenimento di piante transgeniche ed espressione di geni eterologhi nel nucleo e nel cloroplasto. Produzione di piante micorrizate con le specie di Tuber più pregiate e loro certificazione morfologica e molecolare. (literal)
Obiettivi
  • Acquisire informazioni molecolari per migliorare la qualità e la produttività di alcune piante agrarie determinati per l'economia nazionale; identificazione e caratterizzazione di aplotipi, genotipi e geni candidati per una agricoltura più scientifica e per ridurre le frodi di mercato. La maggior parte delle competenze necessarie sono in possesso dei ricercatori coinvolti ed altre saranno acquisite da collaborazioni già in atto con rilevanti strutture di ricerca nazionali ed internazionali.Saranno costituite una piattaforme genomica/trascrittomica per la ricerca di geni candidati tra cui quelli responsabili dell'apomissia. Comprensione dei meccanismi molecolari che influenzano la ricombinazione meiotica e la trascrizione. (literal)
Stato dell'arte
  • L'analisi funzionale di geni per caratteri di rilevanza agronomica (sviluppo della pianta, meccanismi riproduttivi, maturazione dei frutti, qualità dei prodotti, resistenza a stress biotici e abiotici, vie metaboliche ecc.) consente lo sviluppo di nuove strategie volte al miglioramento della qualità e della produttività delle piante. L'impiego di funghi biocontrollo va nelle suddetta direzione ma richiede l'identificazione dei geni responsabili dell'interazione con la pianta. L'acquisizione di nuove conoscenze sui meccanismi molecolari dell'espressione di caratteri, la neo e sottofunzionalizzazione genica sono facilitate dall'impiego di specie modello per le quali sono state allestite collezioni di mutanti ed i genomi sequenziati. In aggiunta, si dispone di tecniche di indagine che consentono la caratterizzazione su larga scala dell'intero patrimonio di geni di una data specie vegetale. Sistema riproduttivo: per l'apomissia sono stati identificati alcuni geni candidati e resta da confermarne la funzione; l'acetilazione istonica influenza la condensazione e segregazione dei cromosomi e distribuzione dei chiasmi. Phragmites australis è specie modello per studi evoluzionistici (literal)
Tecniche di indagine
  • Le tecniche d'indagine riguardano la produzione e analisi di mutanti per inserzione (T-DNA tagging e trasposoni), mutagenesi chimica (EMS) e RNAi; allestimento e screening di librerie genomiche e a cDNA, di mappe genetiche; identificazione, isolamento, clonazione e analisi di sequenze geniche anche differenzialmente espresse; utilizzazione di marcatori molecolari per filogenesi, caratterizzazione di varietà, tracciabilità, breeding assistito, predisposizione di marchi di origine, sequenziamento di acidi nucleici; analisi del trascrittoma mediante c-DNA-AFLP, macro e microarray associati a LCM, real time RT/PCR. Isolamento ed analisi di loci SSR e di SNPs anche mediante DHPLC. Analisi HPLC,. Southern, northern e western blotting. Espressione di proteine eterologhe in eucarioti e procarioti . Allestimento di BAC library. Analisi funzionale di geni e promotori. Analisi cito-istologiche della mesiosi. Ottenimento di piante transgeniche ed espressione di geni eterologhi nel nucleo e nel clororoplasto.Produzione di piante micorrizate con le specie di Tuber più pregiate e loro certificazione morfologica e molecolare. (literal)
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