Descrizione della commessa "Resistenze convenzionali e non-convenzionali a importanti virosi e fitoplasmosi di specie coltivate (AG.P01.014)"

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  • Descrizione della commessa "Resistenze convenzionali e non-convenzionali a importanti virosi e fitoplasmosi di specie coltivate (AG.P01.014)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Per gli operatori del settore agricolo le varietà resistenti sono di notevole interesse, anche perchè permettono di ridurre notevolmente i trattamenti insetticidi contro i vettori di virus e fitoplasmi. Anche per la collettività e l'ambiente la diminuzione dei trattamenti ha una evidente utilità, riducendo l'inquinamento ambientale. Lo studio si inserisce in un filone di ricerca attuale che riguarda valutazione del rischio ambientale (vantaggi e rischi) nell'impiego di organismi geneticamente modificati in agricoltura. Pertanto, risponde pienamente al bisogno di dati sulla sicurezza e di innovazione tecnologica in agricoltura. (literal)
Strumentazione
  • L'Istituto possiede sia le strumentazioni di base (serre a contenimento biologico, camere di crescita, laboratori chimici e per biologia molecolare, laboratori autorizzati all'utilizzo di microrganismi geneticamente modificati, stazioni informatiche con sofware per analisi di sequenze, stabulario per produzione di anticorpi policlonali) che le strumentazioni più specifiche (sistemi di estrazione da campioni biologici, sistemi di elettroforesi di acidi nucleici e proteine, incubatori termostatati di vario genere, crioconservatori, microscopi ottici ed elettronici, termociclatori per Real Time PCR), e utilizzano altri strumenti particolari presso sedi universitarie (scanner per microarray) o presso aziende (campi sperimentali). (literal)
Tematiche di ricerca
  • le ricerche saranno sviluppate intorno alle seguenti tematiche: a) resistenza non-convenzionale: Analisi dei meccanismi della resistenza a TSWV rilevata in linee di pomodoro trasformate con il gene virale N. Analisi della resistenza a TYLCSV in linee di pomodoro e N. benthamiana esprimenti versioni modificate delle proteine Rep e CP. Sviluppo di piante transgeniche esprimenti anticorpi (single chain Fragment variable) specifici per GLRaV-3, virus associato all'accartocciamento fogliare della vite valutazione della dinamica di popolazioni dei virus GVA e GVB in piante transgeniche di vite che esprimono le rispettive proteine del capside. trasformazione di peperone con il gene Sw-5 per resistenza a TSWV b) resistenza convenzionale: c) studio delle alterazioni dell'espressione genica a seguito di infezioni. I sistemi sperimentali da utilizzare saranno per i virus la combinazione pomodoro/TYLCSV e per i fitoplasmi quella crisantemo/fitoplasma CY, anche in presenza di infezione indotta dagli insetti vettori naturali (literal)
Competenze
  • Il personale coinvolto nel programma possiede competenze in virologia, biologia molecolare, sierologia, biochimica, entomologia, bioinformatica e ingegneria genetica. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • l'ottenimento di varietà vegetali con caratteri di resistenza è un risultato di interesse per i costitutori di nuove varietà e per società sementiere. Una strategia innovativa può essere oggetto di brevetto o altra forma di protezione. Le informazioni relative all'espressione genica durante l'infezione possono essere sviluppate successivamente in nuove strategie di controllo di virus e fitoplasmi, quali alternative alla rimozione delle piante infette ed all'utilizzo intensivo di insetticidi per il controllo dei vettori. Gli studi sulla replicazione di virus in piante transgeniche forniranno informazioni utili alla valutazione del rischio ambientale e per un eventuale futuro impiego regolamentato di piante transgeniche per la resistenza a virosi. (literal)
Tecnologie
  • Per l'esecuzione del programma vengono utilizzate diverse tecnologie: ingegneria genetica, informatica applicata alla biologia (bioinformatica), biologia molecolare, miglioramento genetico vegetale. (literal)
Obiettivi
  • a) resistenza non-convenzionale: Comprensione dei meccanismi della resistenza a TSWV e TYLCSV in pomodoro geneticamente modificato mediante inserzione di geni virali modificati Sviluppo di piante transgeniche esprimenti anticorpi (single chain Fragment variable) specifici per GLRaV-3, virus associato all'accartocciamento fogliare della vite Comprensione della dinamica di popolazioni dei virus GVA e GVB in piante transgeniche di vite che esprimono le rispettive proteine del capside. Sviluppo di linee di peperone trasformate con il gene Sw-5 per resistenza a TSWV b) resistenza convenzionale: identificazione di di genotipi selvatici di pomodoro e peperone con caratteristiche di resistenza a TSWV. valutazione del livello di suscettibilità/tolleranza all'infezione naturale da TYLCV/TYLCSV in cv di pomodoro. (literal)
Stato dell'arte
  • Numerosi virus e fitoplasmi colpiscono colture di forte importanza per l'Italia, quali ortive e vite. Le resistenze possono essere ottenute in modo convenzionale (introgressione di geni da specie selvatiche) o non- convenzionale (biotecnologico). L'utilizzo di tecniche convenzionali è limitato dalla scarsa disponibilità di geni utilizzabili e dalla rapida evoluzione dei patogeni (sviluppo di ceppi RB, \"resistance breaking\") Parallelamente all'introduzione di resistenze con i due approcci sopra menzionati, la ricerca scientifica è impegnata fortemente nella comprensione degli eventi molecolari che, nel momento del contatto tra pianta e microrganismi, determinano instaurarsi di relazioni parassitiche o simbiontiche. L'avvento negli anni più recenti delle nuove tecnologie per l'analisi di espressione genica, quali cDNA-AFLP, SAGE, MSAP, microarrays, RNA-seq, ecc. sta fornendo un forte impulso allo studio delle interazioni pianta-patogeno, aprendo grandi opportunità riguardo alla comprensione dei fenomeni di risposta della pianta sottoposta a stress biotico e fornendo informazioni sui geni e sulle vie metaboliche coinvolte nell'interazione. (literal)
Tecniche di indagine
  • Clonaggio e analisi dell'organizzazione genomica, inoculazione di virus in condizioni sperimentali, tecniche di mantenimento colonie di vettori, esperimenti di trasmissione, tecniche di nutrizione su substrati artificiali, microdissezioni di insetti, microiniezioni, microscopia ottica, estrazione di acidi nucleici, amplificazione mediante PCR standard e real time e reverse transcriptase-PCR, ibridazioni molecolari, elettroforesi di acidi nucleici e proteine, produzione di anticorpi policlonali, analisi di sequenze e utilizzo di software bioinformatici. Inoltre sono utilizzate tecniche di preparazione di sRNA e di analisi dei dati di sequenziamento, nell'ambito degli studi su regolazione genica (trascrittomica, epigenomica) (literal)
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