UNIVERSITA DEGLI STUDI DI SASSARI

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI SASSARI Dipartimento discienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Via E. De Nicola Sassari Tel /3 Fax agcess@uniss.it Partita IVA Ragione Sociale Università di Sassari Facoltà di Agraria Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Indirizzo Via E. De Nicola, Sassari Telefono Fax agcess@uniss.it Rappresentante Legale Il Rettore (Alessandro Maida) Referente per il Programma Prof. Francesco Giunta, Telefono frgiunta@yahoo.it; giunta@uniss.it Tipologia X Università Breve Presentazione del Soggetto Proponente Operante in Sardegna Il Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria della facoltà di agraria di Sassari si occupa di ricerca e didattica nel campo dell agronomia, delle coltivazioni erbacee, della genetica e del miglioramento genetico delle piante coltivate, ed in particolare dei seguenti argomenti: - raccolta, conservazione, caratterizzazione, selezione, valorizzazione e moltiplicazione di germoplasma di specie erbacee spontanee e coltivate; - tecniche agronomiche innovative in colture erbacee food e non food ; - eco-fisiologia; - impatto agro-ambientale; - sistemi colturali sostenibili. Questa azione a più livelli mira alla comprensione dei fenomeni biologici e fisici che si verificano nel sistema suolo pianta atmosfera al fine di guidarli verso l ottenimento di produzioni qualiquantitativamente superiori attraverso un uso sostenibile delle risorse. Nel settore della ricerca riguardante il frumento duro il Dipartimento collabora attivamente con il CRAS (Centro Regionale Agrario Sperimentale della Sardegna) e l ERSAT (Ente Regionale di Sviluppo e Assistenza Tecnica in Agricoltura), a livello regionale; con il Dipartimento di Biologia e Chimica Agro Forestale e Ambientale - Sezione di Genetica e Miglioramento Genetico dell Università degli Studi di Bari e con l Istituto Sperimentale per la Cerealicoltura di Roma, a livello nazionale; con la Canadian Grain Commission di Winnipeg (Canada) e con il CSIRO (Australia s Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), a livello internazionale.

2 Programma di Inserimento Lavorativo Obiettivi Studio e miglioramento della qualità panificatoria della semola di frumento duro e validazione di modelli previsionali delle performance qualitative del frumento in ambiente mediterraneo. Il Programma prevede la realizzazione di due Piani di Inserimento Lavorativo: 1. Valorizzazione qualitativa del frumento duro per la produzione di prodotti tipici ; 2. Validazione di modelli di simulazione colturale per la previsione delle performance qualiquantitative di frumento duro coltivato in ambiente mediterraneo. Sebbene la principale forma di utilizzazione del frumento sia rappresentata dall industria della pastificazione, una quota sempre più elevata è destinata alla panificazione per la produzione di una notevole varietà di pani tipici. La panificazione con frumento duro in Sardegna risulta pressoché polverizzata a livello di piccoli laboratori. Le attività di ricerca previste nel Programma forniranno un significativo contributo nel migliorare e rendere costante la qualità delle semole al fine di stimolare il comparto della panificazione industriale del frumento duro e conferire ai prodotti tipici della Sardegna una maggiore competitività sul mercato. La crescente tendenza alla valorizzazione dei prodotti tipici locali di qualità, contrapposta alla standardizzazione imposta dalla globalizzazione, rappresenta uno stimolo verso interventi mirati al miglioramento della qualità ed alla valorizzazione del patrimonio varietale locale. Per il frumento duro il miglioramento della qualità della granella consentirebbe, attraverso il superamento della rigidità della domanda, la possibilità di una maggiore remunerabilità del prodotto ed un generale miglioramento dell efficienza produttiva dell intera filiera, attualmente scarsa soprattutto a causa della eccessiva frammentazione e scarsa caratterizzazione a livello di industria di trasformazione. La produzione di pane e prodotti da forno da farine e semole di frumento duro è parte integrante delle tradizioni della Sardegna, anche se fino ad ora il frumento duro non è mai stato migliorato specificamente per questa utilizzazione. Il recupero di germoplasma locale per tale lavoro di miglioramento assume valenze economiche a causa del legame prodotto-territorio, legame il cui rafforzamento risulta essenziale per la valorizzazione delle produzioni locali tipiche. L attitudine tecnologica della semola dipende dal genotipo, dall ambiente pedo-climatico di coltivazione e dalla loro interazione. La prima scelta per l agricoltore riguarda la cultivar più adatta ai fini dell ottenimento di un determinato prodotto finito. Le caratteristiche richieste per la produzione dei diversi tipi di pani locali differiscono notevolmente, basti pensare alla differenza tra il pane carasau e la pasta dura in termini di tessitura, aroma, serbevolezza. Purtroppo non esiste una varietà così versatile da garantire elevati standard di qualità nei diversi processi di trasformazione. Negli ultimi anni il lavoro di miglioramento genetico ha portato alla costituzione di varietà in grado di fornire semole adatte alla produzione di pasta, migliorate per caratteri quali il contenuto in glutine, l indice di glutine, il colore, la tenuta alla cottura. Inevitabilmente i caratteri associati ad una elevata attitudine panificatoria sono stati trascurati andando incontro al rischio di perdere le nostre migliori produzioni tipiche. La performance qualitativa di un genotipo dipende dalla sua interazione con l ambiente di coltivazione, inteso principalmente come clima (andamento termico e pluviometrico durante la fase di granigione) e condizioni agronomiche dovute all intervento antropico (disponibilità di nutrienti, in particolare azoto). L azoto è il primo fattore che influenza la concentrazione di proteine della granella. Si capisce quale sia la necessità di quantificare nel tempo e nello spazio gli effetti della concimazione azotata su una determinata cultivar. In generale, in una agricoltura moderna, è fondamentale che sia quantificato l effetto complessivo delle scelte agronomiche e della variabilità climatica sulla qualità di colture come il frumento il cui prezzo è stabilito anche in base alla concentrazione proteica della granella. A tale scopo rivestono ruolo di primo piano i modelli di simulazione colturale che possano rappresentare i processi che interessano l azoto nella pianta e nel suolo e che riproducano il risultato dell interazione cultivar-ambiente.

3 Attività previste Il Dipartimento dispone di campioni di semola e di biomassa di frumento duro provenienti da prove sperimentali condotte nelle precedenti annate agrarie ed opportunamente conservati in cella frigorifera. Si tratta di campioni provenienti da una collezione di germoplasma creata dal Dipartimento, nel corso dell ultimo decennio, e formata da accessioni di frumento duro aventi differente origine spaziale e temporale: la collezione contiene germoplasma proveniente da differenti areali di coltivazione del bacino del Mediterraneo e appartenente a specifiche tappe del lungo processo di miglioramento genetico cui la specie è stata sottoposta. Principalmente essa include due grandi gruppi: - landraces e selezioni genealogiche. Si tratta delle prime popolazioni di frumento duro domesticate ed utilizzate fino agli anni 40. Si trovano popolazioni sarde, siciliane, calabresi e pugliesi insieme a popolazioni nord africane la cui coltivazione si era estesa anche all Italia; - varietà coltivate nel trentennio , basate sulla singola linea pura ed ottenute per selezioni da popolazioni segreganti derivanti da incroci sia inter- che intra-specifici o da mutagenesi. In questo gruppo non sono ancora presenti i geni Rht 1 responsabili della riduzione della taglia, presenti invece in tutte le moderne varietà. La collezione è stata coltivata, insieme ad un gruppo di cultivar moderne utilizzate come testimoni, in diverse condizioni ambientali in termini di disponibilità di azoto somministrato attraverso la concimazione (quantità e tipo di concime) e di condizioni termo-fotoperiodiche nel periodo compreso tra la fioritura e la maturazione. La variazione delle condizioni termiche durante la granigione è stata ottenuta realizzando diverse epoche di semina in modo da far variare la lunghezza di tutte le fasi fenologiche della coltura. La temperatura influenza significativamente la qualità delle semole attraverso la sua azione sui processi di polimerizzazione dei componenti proteici del glutine. Tale effetto, insieme all effetto dei diversi tipi di concimazione azotata, verrà quantificato attraverso le analisi di qualità cui saranno sottoposti i campioni. In particolare verranno determinati: peso di 1000 semi, peso ettolitrico, indici alveografici, indici mixografici, contenuto in glutine e indice di glutine, rapporto gliadine/glutenine, rapporto tra le diverse frazioni gluteniniche (HMW/LMW), profilo elettroforetico delle proteine di riserva, prove di panificazione e pastificazione in laboratorio e valutazione del prodotto ottenuto. La disponibilità di azoto per la coltura interagisce con la disponibilità idrica durante il ciclo colturale: l ottimizzazione della dose di azoto per il miglioramento qualitativo della produzione (l aumento della concentrazione proteica non porta necessariamente ad un miglioramento della qualità del glutine) si scontra inevitabilmente con la aleatorietà dell andamento pluviometrico della Sardegna, tipica dell ambiente mediterraneo. Per affrontare questa variabilità si valideranno i modelli di simulazione colturale creati in Australia dove vaste aree investite a cereali subiscono stress termo-pluviometrici da clima mediterraneo. La maggior parte dei modelli sono stati calibrati e validati per il frumento tenero e poca bibliografia è disponibile per il frumento duro. Una volta accertata la capacità del modello di simulazione scelto di rappresentare il complesso sistema atmosfera-pianta-suolo della coltura nell ambiente di interesse, si procederà a trasferire nel tempo e nello spazio le informazioni ottenute mediante la sperimentazione (dati pedo-climatici e dati colturali utilizzati per testare il modello). Avvalendosi di un modello climatico capace di fornire previsioni meteorologiche l entità dell effetto della concimazione azotata piuttosto che della temperatura o della disponibilità idrica potrà essere valutata nel lungo periodo. Durante la realizzazione del Programma di Inserimento Lavorativo i Soggetti beneficiari saranno coinvolti attivamente nelle attività di ricerca del Dipartimento, lavoreranno in laboratorio, parteciperanno alla elaborazione ed analisi dei dati sperimentali, forniranno il loro contributo fondamentale alla stesura di pubblicazioni scientifiche e divulgative.

4 Risultati Attesi I dati raccolti attraverso le analisi di laboratorio serviranno all individuazione delle accessioni della collezione dotate delle caratteristiche qualitative più interessanti ai fini della produzione di pani tipici di qualità ed alla quantificazione dell effetto dell ambiente su tale attitudine. Questo tipo di valutazione rappresenta un primo e fondamentale passo nella costruzione di un disciplinare di produzione di un prodotto tipico. Il quesito al quale si cercherà di dare una prima risposta è: Quanto le condizioni ambientali influenzano l attitudine di un genotipo a fornire semola adatta alla produzione di spianata piuttosto che pasta dura, pane carasau, etc.?. Ci si aspetta di produrre dati utili ad un processo di caratterizzazione del prodotto tipico che stimoli l eventuale costituzione di un marchio di qualità e offra un opportunità di difesa dell intero sistema di produzione, in relazione ad eventuali effetti imitativi già verificatisi per alcune produzioni agro-alimentari. La validazione di un modello di simulazione della crescita e dello sviluppo del il frumento duro in ambiente mediterraneo ne consentirà l utilizzo come strumento per individuare le migliori scelte agronomiche realizzabili in un dato ambiente per ottimizzare la qualità della semola di frumento duro prodotto in Sardegna. L utilizzo dei modelli di simulazione colturale consentirà di acquisire informazioni relative agli effetti della concimazione azotata e dell epoca di semina sulle diverse ipotetiche combinazioni cultivar-suolo-clima, presenti e future. L analisi della struttura del modello consentirà di individuare le relazioni più robuste nel simulare i processi di trasformazione nel sistema suolo-pianta. Le analisi condotte attraverso l uso della cromatografia liquida in fase inversa consentiranno di costruire le basi per la modellizzazione dell accumulo delle diverse frazioni proteiche del glutine nel corso della fase di riempimento della cariosside. Piano di Lavoro Il lavoro che si intende realizzare consiste nel valutare la variabilità genetica presente all interno della collezione di germoplasma per quanto riguarda i parametri di valutazione della qualità del glutine attraverso la realizzazione delle necessarie analisi di laboratorio. Si procederà scegliendo i campioni da sottoporre a sperimentazione tra quelli già raccolti dal Dipartimento in precedenti prove sperimentali. Si valuterà anche l opportunità di realizzare prove ad hoc presso le Stazioni Sperimentali della Facoltà di Agraria di Sassari per produrre nuovi campioni di semola. Si cercherà poi di stabilire una corretta relazione tra la composizione proteica e le caratteristiche reologiche delle semole al fine di individuare i genotipi con le migliori caratteristiche per la produzione di pane e prodotti da forno tipici. L analisi di campioni provenienti da differenti condizioni pedo climatiche di coltivazione consentirà di quantificare l effetto della componente ambientale sul genotipo e quello dell interazione genotipo x ambiente. Saranno preparati data set completi da usare per la validazione del modello di simulazione colturale che si sceglierà di testare. Gli output forniti dal modello saranno confrontati con i dati sperimentali per valutarne la precisione nel predire le performance quali-quantitative di differenti cultivar di frumento duro sottoposte a diversi stress ambientali. Il modello verrà utilizzato per produrre scenari futuri su quella che saranno le problematiche associate alla produzione quali-quantitativa del frumento duro in base al mutare delle condizioni climatiche, previsto attraverso l uso di modelli di previsione meteorologica nel lungo periodo. Sono previste all interno del Programma delle missioni presso Centri di Ricerca di riconosciuto prestigio internazionale in relazione alle tematiche di ricerca che saranno sviluppate. Il costo di tali missioni è a completo carico del Dipartimento di Scienze agronomiche e genetiche Vegetale Agraria della facoltà di Agraria di Sassari. Numero di borse per piano: 1

5 Piano di Inserimento Lavorativo Titolo: Valorizzazione qualitativa del frumento duro per la produzione di prodotti tipici. Obiettivi formativi Il Soggetto beneficiario della Borsa di Ricerca all interno del Piano di Inserimento lavorativo acquisirà le capacità necessarie per condurre con professionalità l attività di ricerca scientifica. L attività di laboratorio consentirà di raccogliere una grande mole di dati che il Soggetto beneficiario potrà elaborare ed analizzare affiancato da personale altamente qualificato. La frequentazione del Dipartimento consentirà di partecipare attivamente alle attività di ricerca ivi condotte affiancando futuri Dottori Agronomi nella stesura della tesi di laurea, lavorando a contatto con ricercatori operanti in Centri di Ricerca esteri, presentando seminari di approfondimento sulle materie oggetto di ricerca. In particolare sono previste all interno del Piano di Inserimento Lavorativo missioni finalizzate alla frequentazione di Centri di Ricerca di riconosciuta fama internazionale per migliorare la conoscenza delle più innovative tecniche di analisi delle semole di frumento duro. Il Soggetto beneficiario potrà usufruire della partecipazione finanziaria garantita dal Dipartimento per partecipare a Workshop o Convegni riconosciuti a livello internazionale. Obiettivi Professionali Ci si prefigge lo scopo di creare un figura professionale in grado di gestire l attività di ricerca nel settore della qualità del frumento duro all interno del Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria della Facoltà di Agraria di Sassari. Il crescente interesse per la produzione di prodotti tipici di qualità da parte delle aziende agro alimentari locali stimola la nascita di una figura professionale in grado di condurre un laboratorio di qualità per il frumento duro. Le competenze maturate durante il Piano di Inserimento Lavorativo potranno consentire l inserimento del Soggetto beneficiario nel mondo del lavoro, oltre che nel settore della ricerca, anche nel campo della assistenza tecnica alle Ditte, Cooperative, etc. che producono pane e prodotti da forno locali. Piano Analitico delle Attività Formative e Professionali Il Soggetto beneficiario svolgerà attività di laboratorio presso le strutture dell Università ed altre strutture pubbliche e private dislocate sul territorio della Sardegna e dotate di strumentazione adatta alla caratterizzazione qualitativa delle semole. Si prenderanno contatti con aziende produttrici di pani tipici per avviare attività di collaborazione con l Università di Sassari che saranno coordinate dal Soggetto beneficiario. Lo stesso lavorerà affiancato dal referente del Programma di Inserimento Lavorativo alla stesura di pubblicazioni scientifiche e divulgative riguardanti il miglioramento della qualità del frumento duro ai fini della panificazione. Il Soggetto beneficiario compirà missioni presso laboratori nazionali ed esteri al fine di acquisire nuove competenze da utilizzare per migliorare l attività di ricerca del Dipartimento. Requisiti Professionali Richiesti Per la realizzazione del Piano di Inserimento Lavorativo n. 1 Valorizzazione qualitativa del frumento duro per la produzione di prodotti tipici si richiede una figura professionale che abbia i seguenti requisiti: Requisiti professionali di entrata obbligatori a cui non viene attribuita nessuna valutazione: Diploma di Laurea in Scienze Agrarie, Scienze e Tecnologie Agrarie o equipollenti. Elementi valutabili dall Organismo Proponente sottoforma di griglia con un punteggio massimo attribuibile di 40 punti:

6 Requisiti Punteggio Dottorato di Ricerca Dottorato di Ricerca in Agrometeorologia ed Ecofisiologia dei Sistemi Agrari e 15 Forestali con elaborazione di una tesi riguardante la risposta fisiologica del frumento duro in ambiente mediterraneo Altri Dottorati di Ricerca attinenti alle tematiche da sviluppare 5 Nessun Dottorato di Ricerca 0 Esperienza di laboratorio nell analisi delle proprietà delle semole Si richiede la conoscenza delle analisi sulle proteine del glutine (indice di glutine e MAX 5 glutine secco, indici alveografici e mixografici, dosaggio delle componenti proteiche attraverso spettrometria, caratterizzazione delle proteine attraverso cromatografia liquida in fase inversa (RP-HPLC), elettroforesi delle proteine di riserva (A-PAGE e SDS-PAGE) Esperienza di lavoro in gruppi di ricerca internazionali in relazione alle tematiche MAX 5 da sviluppare Altre esperienze lavorative Si richiede precedente esperienza professionale (Borse di Studio, Contratti di MAX 10 Collaborazione, etc.) nel settore della valorizzazione della produzione di frumento duro ai fini della pastificazione e panificazione Conoscenza della lingua inglese Livello di conoscenza riconosciuto da certificazioni con validità internazionale (First 5 Certificate, TOEFL Certificate) Nessuna conoscenza o livello elementare 0 Piano di Valorizzazione Professionale del Beneficiario Il Soggetto beneficiario della Borsa di Ricerca sarà coinvolto come partecipante attivo nella formulazione e realizzazione dei futuri progetti di ricerca del Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria della Facoltà di Agraria di Sassari riguardanti le tematiche sviluppate. Le competenze acquisite saranno considerate requisito preferenziale per l assunzione del Soggetto presso il Dipartimento come collaboratore a progetto, assegnista di ricerca, etc. Durata del Piano di Inserimento Lavorativo (mesi) Ventiquattro (24) mesi.