Risultati della Ricerca

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1 Risultati della Ricerca Titolo Pomodoro da mensa - Sviluppo di nuove piattaforme genetiche per il miglioramento della qualità e della resistenza a stress Descrizione estesa del risultato Sono state ottenute piante della varietà UC 82 geneticamente trasformate con geni regolati da stress termico nel fiore di pomodoro. In particolare sono Sono stati ottenuti 5 vettori binari per la sovraespressione indotta (promotore 23.8) e 7 per l espressione costituiva (35S) dei geni di pomodoro HsfA e Hsp17.6, Hsp17.4, TGF-beta receptor. OEC, TGF, MPK16, NDPK oggetto di caratterizzazione funzionale. Sulle piante della generazione T0, allevate in vivo, è stata valutata, mediante RT-PCR, l effettiva espressione dei geni hsfa2 e hsp17.6 mediata dal promotore costitutivo 35S e del promotore inducibile Diverse piante hanno mostrato espressione costituiva dei geni HsfA2 (7 piante) e Hsp piante) normalmente non espresso nelle foglie della linea di controllo M82. Come atteso, l espressione dei geni hsfa2 e hsp17.6 mediata dal promotore inducibile 23.8 è assente o molto bassa in gran parte delle linee allevate in condizioni di controllo. Piante transgeniche HsfA2 e Hsp17.6 della generazione T1 sono state allevate in condizioni controllo e di alte temperature (38 C giorno/24 C notte) al fine di valutare gli effetti della sovraespressione dei geni di interesse nella risposta alle alte temeperature durante il fruit-set in pomodoro e nei meccanismi di tolleranza. Sono stati valutati per ciascuna linea la vitalità e fertilità pollinica e il frui-set. Gli esperimenti sono ancora in corso. Relativamente alle linee IL, l analisi condotta nel 2009 sulle 14 IL di S. habrochaites LA1777 selezionate ha permesso di identificare un totale di 21 QTL statisticamente significativi. In particolare, sono stati identificati 4 QTL per la dimensione media del frutto (FW), 3 QTL per l indice di forma del frutto (FS), due per il brix (BRX), ed uno per il colore interno del frutto (IC). Per i caratteri FW, FS, BRX ed IC, l analisi condotta nel 2010 sulle stesse 14 IL di S. habrochaites LA1777, ha permesso di confermare il QTL per il FW identificato sul cromosoma 1 (fw1a) e d identificarne uno nuovo sul cromosoma 5 (fw5c); inoltre, sono stati confermati i due QTL per il BRX relativi ai cromosomi 1 e 5 (brx1b e brx5e), ed è stato identificato un terzo QTL sul cromosoma 4 (brx4b). Per il FS è stato confermato uno dei tre QTL, quello localizzato sul cromosoma 5 (fs5d); infine, per il carattere IC è stato confermato l unico QTL identificato dall analisi del 2009 (ic4d). Inoltre è stato possibile identificare diversi QTL in corrispondenza dei quali l allele della specie selvatica determina un effetto positivo, non solo per caratteri per i quali la specie selvatica mostra un fenotipo favorevole (es. contenuto in solidi solubili), ma anche per caratteri quali il colore interno ed esterno del frutto, per i quali il parentale selvatico presenta un fenotipo sfavorevole (S. habrochaites è una specie a frutto verde). I risultati dello studio riguardante l interazione tra la pianta di pomodoro e Trichoderma hanno permesso di accertare una diversa risposta della pianta quando coltivata in condizioni idroponiche e in terreno per i parentali coltivati M82 e TA209. Relativamente alla risposta a T.atroviride (P1), il peso secco delle radici di TA209 è stato significativamente superiore in terra rispetto in idroponica. Il trattamento con T. harzianum (T22) ha avuto un effetto inibente sul peso secco dell apparato radicale di M82 in vaso, mentre non si è osservata una risposta significativamente differente rispetto al controllo nelle piante allevate in idroponica. Relativamente ai parametri che risultano discriminanti tra i parentali delle due popolazioni IL, il peso secco dell apparato radicale di TA209 in risposta a P1 risulta discriminante rispetto all altro parentale LA1777 sia in terreno sia in coltura idroponica, mentre il peso della parte aerea è discriminante solo in coltura idroponica. Per quanto riguarda i genitori dell altra popolazione IL, il 1/6

2 peso secco della parte aerea in coltura idroponica è in grado di discriminare tra M82 e LA0716 per la risposta a T22, in quanto tale microrganismo risulta incrementare tale parametro nel parentale coltivato, mentre non ha effetti significativi sul parentale selvatico. In considerazione dei risultati ottenuti nel corso del precedente progetto PROM, che avevano dimostrato che il trattamento con P1 o T22 poteva indurre risposte differenti al patogeno B. cinerea in diversi genotipi, i parentali delle linee IL in esame sono stati caratterizzati anche per i livelli di espressione dei geni di difesa pr1, pr4, pini, pinii, loxa, loxc e loxd in risposta al patogeno. I risultati di tali analisi hanno confermato che l espressione di alcuni geni di difesa cambia in risposta all attacco di patogeni in piante trattate con i due ceppi di Trichoderma in maniera genotipo-dipendente. Nel controllo non trattato e nelle piante trattate con P1 si osserva un andamento dell espressione di loxa sostanzialmente simile tra i due parentali, mentre nelle piante trattate con T22 a 48hpi si evidenzia una riduzione dei trascritti di loxa in TA209 e un loro sensibile incremento in LA1777. Tali dati confermano che i livelli di espressione di specifici geni rappresentano un buon parametro discriminante tra i genitori delle linee IL. Tale parametro risulta particolarmente interessante perché l induzione di geni di difesa in risposta a patogeni con una diversa cinetica in genotipi diversi in seguito a trattamento con le due specie di Trichoderma è indicativa dell attivazione di differenti risposte di difesa. Responsabile del risultato Luigi Monti Via Università, 133, Portici (Italia) Tel.: lmonti@unina.it Anno 2010 Classificazione del risultato Comparto produttivo: Produzioni vegetali fresche e trasformate COMPARTO ORTICOLO Orticole e produzioni derivate (include patate e fragole) Particolari categorie di prodotti/comparti produttivi: Categorie di ambiti di ricerca: COMPARTO VIVAISTICO/SEMENTIERO Comparto vivaistico/sementiero TEMATICHE TECNICHE SU SPECIFICHE FASI DELLE FILIERE PRODUTTIVE Piante, coltivazione e produzione primaria (varietà, genetica, coltivazione biologica, agrotecniche, difesa, ecc.) VALUTAZIONE VARIETALE, GENETICA E MATERIALI DI PROPAGAZIONE Genetica classica e miglioramento genetico vegetali 2/6

3 Parole chiave pomodoro da mensa, stress ambientali, genomica Trasferibilità del risultato Si, trasferibilità previa sperimentazione Natura del risultato nuovo uso di innovazione esistente Aree interessate Aree a clima mediterraneo Impatto dal punto di vista tecnico aumento della risposta produttiva resistenza alle avversità biotiche resistenza alle avversità abiotiche Impatto dal punto di vista socioeconomico valorizzazione prodotti tipici/tradizionali locali aumento produzione unitaria altro Impatto dal punto di vista ambientale sostenibilità ambientale delle produzioni Presupposti di contesto altro Soggetti istituzionali da coinvolgere Università Ditte sementiere Enti di ricerca Potenziali utilizzatori Ditte sementiere Enti di ricerca Università 3/6

4 Modalità di diffusione Da individuare di concerto con i referenti istituzionali e non che occorre coinvolgere Progetti comuni con ditte sementiere Pubblicazioni Monti, L.;Grillo, S. (2010): Il Pomodoro: Genomica, Vol. p De Masi L., Ruocco M., De Palma M., Lorito M., Tucci M. (2010): Investigating the role of the plant in the interaction with the facultative symbiont Trichoderma spp., Vol. p Iovieno, P.; Nurcato, R.; Massarelli, I.; Leone, A.; Grillo, S. (2010): Production of tomato transgenic plants for functional analysis of HsfA2 gene in response to heat stress, Vol. 22 p Mazzeo, M.F.; Cacace, G.; Massarelli, I.; Leone, A.; Grillo, S.; Siciliano, R.A. (2010): Proteomics for the elucidation of heat stress response mechanisms in anthers of tomato plant, Vol. p. Tucci, M.; Ruocco, M.; De Masi, L.; De Palma, M.; Lorito, M. (2011): The beneficial effect of Trichoderma spp. on tomato is modulated by the plant genotype, Vol. 12 p _ Titolo del progetto Progetto / Ricerca di riferimento Progetto di Ricerca per Potenziare la competitività di Orticole in aree Meridionali IV Anno - PROM IV Coordinatore del progetto Agostino Falavigna Via Paullese, 28, MONTANASO LOMBARDO () Tel.: agostino.falavigna@entecra.it Ente finanziatore Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali, MiPAAF Breve descrizione del progetto e dei suoi obiettivi Questo progetto (PROM IV) di 15 mesi rappresenta la prosecuzione del Progetto di Ricerca per Potenziare la competitività di Orticole in aree Meridionali (PROM) di durata triennale, che si concluderà il 31 agosto Pertanto il PROM IV rientra nelle iniziative descritte nella delibera C.I.P.E. 17/2003 (G.U. 9/5/2003) ed ai traguardi previsti nella riforma delle politiche comunitarie a favore delle aree rurali svantaggiate, che in Italia comprendono le 6 Regioni Basilicata, Calabria, 4/6

5 Campania, Puglia, Sardegna e Sicilia. L obiettivo generale del progetto permane quello di migliorare il sistema produttivo e la qualità del prodotto di 13 colture (asparago, cavolfiore, cece, cicerchia, cipolla, fagiolo rampicante da baccello per la coltura protetta, fagiolo nano da granella secca per il pieno campo, lenticchia, melanzana, melone d inverno, peperone, pomodoro da mensa, pomodoro da industria), che tutte insieme concorrono per circa il 60% alla superficie orticola meridionali. L attività preponderante riguarda il completamento delle ricerche avviate nel triennio precedente; è previsto inoltre il rafforzamento sia degli studi di genetica molecolare ritenuti strategici per recuperare un po di competitività della ricerca scientifica italiana in specie orticole, sia il miglioramento genetico di varietà locali di pregio finalizzata all introduzione dei caratteri genetici che attualmente rappresentano un forte limite alla loro meritata valorizzazione. Per contro sono state escluse le ricerche già completate (broccolo, fava di Leonforte,) e quelle trasferite su altri progetti (cappero). Come nel precedente triennio, per ogni specie le attività sono coordinate dal responsabile della UO maggiormente impegnata, con il compito di agevolare le collaborazioni sia interne che esterne; quindi: Asparago A. Falavigna 6 ISO AF; Cavolfiore - 12 F. Branca UNI-CT FB; Cipolla M. Schiavi 9 ISO MS; Fagiolo B. Campion 7 ISO BC; Melanzana - G.L. Rotino 8 ISO GLR; Peperone G. Nervo 10 ISO GN; Pomodoro da mensa N. Acciarri 3 ISO NA; Pomodoro da industria I. Giordano 32 ISCI IG; Leguminose minori M. Zaccardelli 14 ISCI MZ. Nell ambito di ciascuna specie l attività è organizzata soprattutto in senso verticale che consiste nel collegare ricerca base, ricerca applicata e sperimentazione di pieno campo con gli utilizzatori delle innovazioni (Servizi di S. agricolo regionali, ditte sementiere, aziende pilota). Nel progetto sono coinvolte 33 Unità Operative (4 in meno rispetto al precedente triennio) afferenti a: Centri ed Unità di ricerca del CRA (Orticoltura, Colture Industriali, Patologia Vegetale, Processi per l Industria agroalimentare, Cerealicoltura), Università (Catania, Napoli, Potenza, Torino, Verona), Istituti del CNR (Bari, Milano, Napoli), Aziende sperimentali dei SS Agricolo (Sicilia, Basilicata, Calabria, Campania) ed Aziende pilota. L impegno di personale a tempo indeterminato è di giorni/persona (23 persone a tempo pieno), di cui giorni/ricercatore (13,5 a tempo pieno); mentre quello a tempo determinato è di giorni/persona (30 persone a tempo pieno), di cui giorni/ricercatore (14,5 persone a tempo pieno). I benefici derivati da questo progetto, sommati a quelli conseguiti nel precedente triennio, sono riconducibili a: - crescita scientifica delle Unità Operative operanti al Sud e sviluppo di sinergie come conseguenza dell approccio interdisciplinare e verticale delle ricerche condotte in ciascuna specie orticola; - aumento di produzione unitaria e miglioramento della qualità del prodotto attraverso l impiego delle varietà migliori individuate attraverso prove comparative; - valorizzazione di varietà locali di pregio; - minore impatto ambientale derivato dall impiego di varietà resistenti a malattie e dall adozione della tecnica di produzione integrata; - possibilità di attrarre investimenti privati (ditte sementiere italiane e internazionali) in attività di miglioramento genetico e di produzione seme attraverso la cessione sub conditio dei materiali genetici ottenuti in questo progetto. I risultati delle ricerche saranno pubblicati su riviste tecnico scientifiche, presentati a congressi e pubblicati annualmente dal coordinatore. U.O. / Partner coinvolti nella realizzazione del risultato CNR Unità di ricerca per l orticoltura (Monsampolo del Tronto AP) 5/6

6 Referenti istituzionali già coinvolti nella ricerca Non sono presenti Referenti già coinvolti per il risultato 6/6