Risultati della Ricerca
Titolo
Identificazione e quantificazione di Fusarium oxysporum in tessuto ospite
Descrizione estesa del risultato
L'attività di ricerca si è svolta presso il Centro di Ricerca per la Patologia Vegetale di Roma
(CRA-PAV), mentre le piante sono state fornite dall'Unità di Ricerca per l'Orticoltura di
Monsampolo
del
Tronto
AP
(CRA-ORA).
L’attività della ricerca è stata volta alla messa a punto di un metodo specifico (qPCR), affidabile,
sensibile e riproducibile per quantificare la presenza di Fusarium oxysporum, in particolare
all’interno di piante di melone per quantificare la risposta di resitenza. La metodica è stata
sperimentata per quantificare la presenza di Fusarium oxysporum f. sp. melonis (FOM) all’interno
di piante di melone innestate. Una coppia di primer è stata disegnata sulla porzione genica TEF-1α
che producesse un amplicone compreso tra 100 e 200 bp. Per la specificità sono state sequenziati
direttamente circa 50 isolati di Fusarium spp. presenti all’interno della collezione CRA-PAV. Le
sequenze ottenute sono state allineate con ulteriori 30 sequenze di Fusarium spp. esportate da
GenBank. La metodica messa a punto con la coppia di primer Fef1F/Fef2R è risultata altamente
specifica per F. oxysporum, con un amplicone di 142 bp e una sensibilità fino a 1 pg di DNA
fungino in tessuto ospite. Le sequenze dei primer e l'intera metodica con i risultati ottenuti sulla
quantificazione sono stati applicati per la quantificazione delle risposta di resistenza in piante di
melone innestate inoculate con (FOM). Il risultato è immediatamente trasferibile.
Il risultato per quanto riguarda il metodo di diagnosi può essere trasferito: Leggendo il lavoro
pubblicato
ed
applicando
la
metodica
descritta.
Il risultato scientifico del controllo dell’espressione genica da parte del portinnesto sul nesto è una
conoscenza che può risultare la base per future ricerche di genomica funzionale per l’ottenimento di
resistenza
in
piante
come
orticole
e
frutticole
verso
le
malattie.
Per ulteriori approfondimenti su questo risultato si può fare riferimento alla pubblicazione indicata
o al referente della scheda Alessandra Belisario.
Responsabile del risultato
Alessandra Belisario
Via C. G. Bertero, 22, 00156 – ROMA ()
Tel.: +39-06-820701
E-mail: [email protected]
Anno
2014
Classificazione del risultato
Comparto produttivo: Produzioni vegetali fresche e trasformate
COMPARTO ORTICOLO
Comparto orticolo in generale
Particolari categorie COMPARTO VIVAISTICO/SEMENTIERO
di prodotti/comparti
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produttivi:
Comparto vivaistico/sementiero
Categorie di ambiti di METODI E STRUMENTI DELLA RICERCA
ricerca:
Metodi e strumenti della ricerca (metodi di analisi, modelli, sistemi,
strumentazione, ecc.)
METODI E STRUMENTI DELLA RICERCA
Parole chiave
resistenza a fitopatie, diagnostica
Trasferibilità del risultato
Si, trasferibilità immediata
Natura del risultato
altro
Aree interessate
Aree a clima mediterraneo
Impatto dal punto di vista tecnico
ottimizzazione tecniche agronomiche
resistenza alle avversità biotiche
razionalizzazione della selezione genetica
Impatto dal punto di vista socioeconomico
miglioramento qualitativo
Impatto dal punto di vista ambientale
altro
Presupposti di contesto
impianti/attrezzatura/laboratori specifici
Soggetti istituzionali da coinvolgere
Laboratori di analisi
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Potenziali utilizzatori
Centri di miglioramento genetico
Modalità di diffusione
altro
Pubblicazioni
Haegi, A.; Catalano, V.; Luongo, L.; Vitale, S.; Scotton, M.; Ficcadenti, N.; Belisario, A. (2013): A
newly developed real-time PCR assay for detection and quantification of Fusarium oxysporum and
its use in compatible and incompatible interactions with grafted melon genotypes, Vol. 103 p.
802-810
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Progetto / Ricerca di riferimento
Titolo del progetto
Identificazione di geni implicati nella resistenza e nella patogenicità in interazioni tra piante di
interesse agrario e patogeni fungini, batterici e virali ai fini dello sviluppo di strategie di difesa
utilizzabili nella agricoltura biologica - RESPAT II anno
Coordinatore del progetto
Giampiero Valè
Strada Statale 11 per Torino km 2,5, 13100 – VERCELLI ()
Tel.: +39-0161-391134
E-mail: [email protected]
Ente finanziatore
Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali, MiPAAF
Breve descrizione del progetto e dei suoi obiettivi
L’obiettivo del presente progetto è di identificare strategie di controllo biologico verso patogeni
che attaccano piante di interesse agrario e forestale tramite la caratterizzazione di geni e processi
coinvolti nelle risposte di difesa e di resistenza ad agenti biotici di importanti specie di interesse
agrario e di studiare geni e processi di virulenza messi in atto da importanti patogeni durante il
processo infettivo.
In un’ottica di agricoltura biologica, il mantenimento di produzioni agricole accettabili dal punto
di vista quali-quantititativo non può prescindere dalla introduzione di resistenze genetiche contro
le avversità di tipo biotico. Queste ultime, in assenza di protezioni da prodotti chimici di sintesi,
come prescritto dai disciplinari di produzione biologica, determinano infatti bassi livelli di
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produzione, con conseguente aumento del costo del prodotto, bassi livelli della qualità del prodotto
legati alla presenza dei sintomi degli attacchi dei patogeni (decadimento estetico) e, sovente, alla
presenza di micotossine prodotte da patogeni fungini (decadimento salutistico). Negli stati in cui si
usano approcci di miglioramento genetico avanzati, la introduzione di resistenze genetiche avviene
ormai routinariamente mediante la utilizzazione della selezione assistita da marcatori molecolari
(MAS) associati al gene da introdurre. Come esemplificazione della applicabilità e consistenza di
tale approccio si possono citare i risultati del programma “Wheat CAP”, finanziato dal
Dipartimento di Agricoltura degli Stati Uniti (USDA), che ha portato allo sviluppo di protocolli
applicativi per effettuare MAS per resistenze a patogeni fungini, virali, insetti, nonché per caratteri
come qualità e tolleranza a stress abiotici. Tali informazioni sono liberamente disponibili in rete
(http://maswheat.ucdavis.edu). Diverse ditte sementiere multinazionali si avvalgono di tali
procedure per i programmi di breeding; come esempi si possono citare il gruppo Limagrain
(http://www.limagrain.com/) e Monsanto
(http://www.monsanto.com/products/pipeline/breeding.asp) che hanno sviluppato laboratori
avanzati di biologia molecolare specificamente destinati a processi di ricerca e sviluppo di tale
settore. Un contributo importante alla riduzione della utilizzazione di composti chimici in
agricoltura può infine derivare dalla conoscenza dei meccanismi messi in atto dai patogeni durante
l’attacco delle piante ospiti. Tali conoscenze rappresentano i presupposti basilari per la attuazione
di metodi di lotta biologici e/o integrati nei quali la utilizzazione di composti chimici di sintesi
potrebbe essere fortemente limitata.
Nel presente progetto sistemi genetici ben caratterizzati sulla base di precedenti ricerche verranno
utilizzati per: 1) mappare geni di resistenza a patogeni fungini, sviluppare mappe genetiche,
popolazioni segreganti e marcatori molecolari associati a loci di resistenza e per fini diagnostici. I
risultati della Attività 1 saranno di immediata applicazione per la selezione di genotipi resistenti
basata sulla marker-assisted selection (MAS), e per evidenziare la presenza di patogeni in
materiale di propagazione; 2) analizzare variazioni nel trascrittoma, in seguito ad infezione con
patogeni fungini, batterici e virali. Gli approcci utilizzati per la analisi trascrittomica saranno basati
sulla realizzazione di librerie sottrattive (SSH o PCR select), sulla analisi microarray, su approcci
di RT-PCR, e sulla utilizzazione di tecnologie di sequenziamento massivo parallelo (454, Solexa o
SOLiD). 3) analizzare e caratterizzare meccanismi di patogenesi di importanti patogeni fungini e
batterici. In questa ultima attività verranno messi a punto approcci per studi di “reverse genetics”
su geni di patogeni fungini, e su fattori di virulenza di Fusarium del melone.
Le ricerche verranno condotte su frumento duro (CRA-GPG e CRA-CER), riso (CRA-RIS), pesco
(CRA-FRU), pomodoro e orzo (CRA-PAV), arancio (CRA-ACM), pomodoro e melanzana
(CRA-ORA-2 eCRA-ORL), anemone (CRA-FSO), vite (CRA-VIT), pioppo e platano (CRA-PLF
e CRA-PAV-2) e melone (CRA-ORA e CRA-PAV-3).
U.O. / Partner coinvolti nella realizzazione del risultato
Non sono presenti Unità operative collegate al risultato
Referenti istituzionali già coinvolti nella ricerca
Non sono presenti Referenti già coinvolti per il risultato
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