Dipartimento di
Biologia Vegetale
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI
TORINO
Relazione sull’attività Didattica e di Ricerca
nell’anno 2000
Viale P.A. Mattioli, 25 10125 TORINO (TO) − ITALY
Tel.: 0116707446/7
Fax: 0116707459
Personale Afferente
Personale Docente: 15
Tecnici:
17
Amministrativi:
2
Bibliotecari:
2
Facoltà Rappresentate:
Scienze M.F.N.; Agraria; Farmacia
1. ATTIVITÀ DI RICERCA. SETTORI
Botanica (BIO/01)
Botanica Generale
I.
Elaborazione di modelli teorici in biologia: teorie simbiotiche e loro impatto sulla teoria
dell'evoluzione e sull'ecologia.
Morfogenesi
I.
II.
III.
IV.
Morfogenesi radicale
Influenza di fattori biotici e abiotici sul ciclo cellulare del meristema apicale delle radici
Effetti morfogenetici di fattori biotici ed abiotici in meristemi di piante superiori
Reduction of the chemical inputs in a vegetable crop by the use of beneficial rizosphere
microorganisms
Biologia delle Simbiosi I
I.
II.
III.
IV.
V.
Identificazione di geni strutturali e funzionali nelle simbiosi micorriziche
Analisi cellulare e molecolare della parete cellulare in Tuber
Confronto tra sistemi micorrizici e simbiosi fissatrici di azoto in legumi mutanti
Dinamica del citoscheletro nelle radici micorrizate e relazioni con il ciclo cellulare
Interazioni cellulari tra i funghi micorrizici arbuscolari e PGPRs (Plant Growth promoting
Rhizobacteria)
VI.
Identificazione ed espressione di geni nif in batteri endosimbionti di funghi arbuscolari
VII. Caratterizzazione biochimica e molecolare di enzimi nei funghi simbionti
Applicazioni biotecnologiche dei funghi simbionti:
1. Analisi delle interazioni tra piante trasformate e funghi simbionti.
2. Caratterizzazione biochimica e molecolare di meccanismi di resistenza/tolleranza a metalli
pesanti in funghi simbionti
3. Sviluppo di sonde molecolari per l'identificazione di funghi di interesse economico appartenenti
al genere Tuber
Biologia delle Simbiosi II
I.
Influenza di funghi AM sulla struttura, ploidia e attività dei nuclei delle cellule corticali
colonizzate
2
Biotecnologie Vegetali
I.
II.
III.
IV.
Ottimizzazione e impiego di tecniche per lo studio , la conservazione e valorizzazione di
beni culturali e ambientali
Caratterizzazione delle micoflore di compost e vermicompost e loro utilizzazione in
agricoltura sostenibile
Effetto di endofiti fungini e di metaboliti secondari bioattivi sulla morfogenesi in vitro, o in
condizioni controllate, di piante d'interesse agricolo o industriale
Caratterizzazione ecogenetica e conservazione in situ ed ex situ di Puja raimondii endemica
peruviana a rischio di estinzione
Botanica Sistematica (BIO/02)
Sistematica delle Piante Superiori
I.
II.
III.
Analisi floristiche su entità rare e critiche del territorio italiano.
Approfondimenti sistematici su alcune entità critiche con analisi morfologiche.
Analisi biomolecolari su entità di particolare interesse con ricostruzioni filogenetiche.
Micologia sistematica
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Check-list di Basidiomiceti italiani
Conservazione ex situ di Basidiomiceti saprotrofi e ectomicorrizici: coltura,
caratterizzazione e rivitalizzazione dei miceli
Biodiversità fungina nell’aerosol di impianti di compostaggio
La citofluorimetria a flusso come strumento di analisi quantitative e qualitative dei funghi
aerodiffusi
Biodiversità fungina in suoli inquinati da metalli pesanti
Caratterizzazione morfo-strutturale, biochimica e fisiologica dei propaguli fungini
aerodiffusi.
Lichenologia
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Simbiosi lichenica: aspetti morfologici, anatomici e riproduttivi.
Principi di ecofisiologia: metaboliti primari, secondari e loro risvolti ecologici e applicativi.
Lichenologia applicata:
Colonizzazione, crescita e competizione.
Licheni e pedogenesi, processi di degradazione delle superfici litiche (meccanismi
biogeofisici e biogeochimici).
Biomonitoraggio ambientale.
3
VII.
Criteri di valutazione del biodeterioramento di materiali lapidei. Metodi di prevenzione e
controllo.
Botanica Applicata (BIO/03)
Geobotanica
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
VIII.
IX.
X.
XI.
Analisi vegetazionale delle zone umide delle Alpi Occidentali
Vegetazione di substrati serpentinitici ed ultrabasici
Vegetazione delle sorgenti con acque ricche di carbonati
Analisi floristiche, corologiche e fitogeografiche.
Vegetazione delle Alpi.
Vegetazione delle aree urbane disturbate
Vegetazione degli ambiti fluviali con utilizzazione di indici di qualità ambientale su base
vegetale.
Incidenza delle specie esotiche sulla vegetazione.
Rapporti tra vegetazione e turismo.
Dinamismo della vegetazione.
Cartografia della vegetazione e carte tematiche derivate (Carta della natura, della naturalità,
del dinamismo);
Ecologia Vegetale
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
VIII.
IX.
X.
XI.
Valutazione delle relazioni idriche in differenti tipologie di cespuglietti ad Alnus viridis
Uso dell’azoto ed efficienza fotosintetica in megaforbie subalpine
Analisi comparativa delle risposte di frutteti a concimazioni tradizionali ed a trattamenti con
organismi rizosferici e simbionti
Valutazione di traspirazione e conduzione termica del fusto in piante in aeroponica usate per
biomonitoraggio
Analisi della biodiversità e della sua variazione in ambienti disturbati e naturali.
Approfondimento di alcuni aspetti ecologici legati al dinamismo della vegetazione: strategie
vegetative e riproduttive delle specie vegetali, banca semi, micorrizazione arbuscolare.
Dinamismo della vegetazione naturale su terreni denudati e dopo interventi di semina.
Tempi e modalità di ricolonizzazione e sviluppo delle specie spontanee.
Analisi delle variazioni della copertura vegetale e della biomassa epigea nel tempo.
Valutazioni sullo sviluppo dell’apparato radicale attraverso metodi di analisi dell’immagine.
Valutazione degli effetti del disturbo sulla componente micorrizica arbuscolare, resilienza
della comunità fungina arbuscolare nel tempo e interazioni con il dinamismo della
vegetazione.
4
Botanica Forestale
I.
II.
III.
Studi sull 'autoecologia e la distribuzione di specie e razze ecologiche di entità arboree di
interesse forestale (Pinus sylvestris, Pinus nigra, Pinus mugo, )
Autoecologia e distribuzione di specie erbacee esotiche nei territori di origine
(Gymnocalycium)
Analisi vegetazionale di popolamenti a Pinus uncinata in relazione alla micoflora simbionte
Botanica sistematica (agraria)
V.
VI.
VII.
Analisi chemotassonomiche su specie di interesse agrario e forestale (Artemisia, Lavandula,
Pinus)
Analisi biomolecolari in gruppi critici (Sempervivum, Vitis, Corylus, Artemisia,
Gymnocalycium)
Palinotassonomia (Corylus, Vitis, Artemisia, Lavandula, Campanula, Gymnocalycium)
Micologia
I.
II.
III.
IV.
V.
Biodiversità dei funghi endomicorrizici ed analisi del polimorfismo genetico
Caratterizzazione molecolare di batteri endosimbionti dei funghi endomicorrizici
Analisi della biodiversità ed organizzazione delle comunità fungine saprotrofe della
rizosfera e della fillosfera di piante di pomodoro trasformate
Interazioni tra ceppi di Pseudomonas fluorescens agenti di lotta biologica ed isolati di
Fusarium della rizosfera di cetriolo
Caratterizzazione filogenetica di endofiti fungini sterili delle radici di piante a diverso status
micorrizico in un ecosistema mediterraneo
Palinologia
I.
II.
III.
IV.
Flora pollinica aerodiffusa:
Calendari pollinici e previsioni
Ricostruzione ambientale su base pollinica Diagrammi pollinici olocenici.
Archeopalinologia
Briologia
I.
Risposte delle principali briofite delle torbiere ai principali parametri ecologici
II.
Utilizzo di moss bags per valutazione di fenomeni di inquinamento locali
5
Biologia Vegetale Applicata
IV.
V.
Riconoscimento polline stimma in specie e cultivar di generi di interesse agrario e forestale
(Vitis, Corylus, Actinidia, Juglans)
Struttura e ultrastruttura di polline e stimma (stesse specie)
Fisiologia Vegetale (BIO/04)
Fisiologia Vegetale
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
VIII.
Biochimica e Fisiologia del Metabolismo Primario
Biochimica, Fisiologia e Biologia Molecolare del Metabolismo Secondario
Risposte delle piante agli stress abiotici
Risposte delle piante agli stress biotici
Elettrofisiologia
Interazioni tritrofiche pianta-predatore-carnivoro
Allelopatia (interazione pianta-pianta)
Fisiologia delle piante in ambiente microgravitazionale
Biologia Molecolare delle Piante
IX.
X.
XI.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
Espressione differenziata di geni in risposta agli stress biotici
Espressione differenziata di geni in risposta agli stress abiotici
Analisi filogenetica del genere Mentha tramite RAPD-PCR
Identificazione di geni strutturali e funzionali nelle simbiosi micorriziche
Functional genomics: Produzione e analisi di sequenze EST da funghi simbionti
Identificazione ed espressione dei geni per le estensine in cocomero
Identificazione ed espressione di geni nif in batteri endosimbionti di funghi arbuscolari
Identificazione ed espressione di geni coinvolti nel trasporto del fosfato e del nitrato in
funghi arbuscolari
Biologia Farmaceutica (BIO/15)
I.
II.
III.
Ricerca ed individuazione di composti statino-simili in funghi Ascomiceti e Basidiomiceti
coltivati in vitro
Isolamento in coltura di ceppi di Basidiomiceti
Saggi di attività antibatterica e antifungina su ceppi di Basidiomiceti
6
IV.
V.
VI.
Test di attività antitumorale su estratti di miceli fungini, su frazioni purificate di estrati da
vegetali superiori e su composti isolati da vegetali superiori (in coll. con il Dipartimento di
Scienza e Tecnologia del Farmaco)
Test di tossicità su composti isolati da vegetali superiori e su estratti di miceli di
Basidiomiceti (in coll. colla sezione di Patologia ambientale del Dipartimento di Medicina e
Oncologia sperimentale Della Facoltà di Medicina)
Ricerca ed individuazione di composti statino-simili in funghi Ascomiceti e Basidiomiceti
coltivati in vitro
Sono settori di ricerca e applicazione anche le seguenti strutture del
Dipartimento di Biologia Vegetale:
ERBARIO
L'Erbario del Dipartimento di Biologia vegetale riunisce le collezioni di exsiccata formatesi in circa
250 anni di ricerca floristica. La sua consistenza è oggi stimata intorno al milione di campioni e si
colloca, come importanza, fra i primi tre Erbari italiani. Le collezioni di Fanerogame e di
Crittogame vascolari sono divise in due sezioni: Herbarium Pedemontanum, riferito all'ambito
geografico piemontese e alla Valle d'Aosta, e l'Herbarium Generale, relativo a tutto il resto del
mondo. A queste si affiancano raccolte relative a Crittogame, Briofite e Fungi oltre a collezioni di
tipo tematico come Spermatoteca e Palinoteca.
La gestione dell'Erbario si basa sulla conservazione, l'incremento e la valorizzazione di queste
collezioni. Funzioni che mettono in rapporto l'Istituzione torinese con gli altri Erbari italiani,
d'Europa ed extra europei per il supporto richiesto per le ricerche scientifiche di tipo sistematico,
tassonomico, nomenclaturale e floristico. Altre attività sono quelle relative a supporto didattico in
particolare per studenti universitari e per la consultazione dei materiali da parte di ricercatori interni
ed esterni. Molte sono le richieste di consultazione e scambio di materiali con erbari europei ed
extraeuropei.
La divulgazione scientifica rappresenta anche uno degli scopi dell'Erbario e si attua tramite
conferenze, visite guidate e articoli su riviste ad ampia diffusione.
La ricerca scientifica è strettamente legata ad approfondimenti sui contenuti delle collezioni sia in
senso floristico sia in senso storico.
ORTO BOTANICO
Del Dipartimento di Biologia vegetale fa parte L'Orto Botanico, struttura scientifica e didattica
istituita nel 1729 e da allora sempre strettamente collegata con le attività della maggior parte dei
botanici afferenti allo studio di Torino.
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Attualmente l'orto botanico mantiene:
1. collezioni sistematiche in piena terra, incrementate ed aggiornate dal punto di vista sistematico e
nomenclaturale;
2. una serra per piante tropicali ,di cui lo scorso anno è stato effettuato il restauro conservativo,
nella quale sono accolte anche specie rare ed alcune in estinzione, nell'ambito del programma
internazionale di mantenimento del germoplasma
3. una serra per piante succulente, reaurata nel presente anno, nella quale sono in fase di
ampliamento le collezioni vive
4. una serra temperata nella quale si sta ricostituendo una collezione di Pelargonium e Cycas
5. una serra temperata di cui si attende la ristrutturazione completa su finanziamento Regionale
6. un Boschetto, rivisitato in modo da ricostruire in modo diacronico i cambiamenti del bosco
planiziale padano dal Villafranchiano
7. una collezione di specie di interesse etnobotanico
8. una collezione di specie della fitoterapia delle valli alpine
9. un alpineto
L'Orto botanico è l'unico museo universitario con regolare apertura al pullico, con visite guidate, nel
periodo primaverile estivo, e fa parte delle istituzioni che aderiscono all'Abbonamento Musei della
Città di Torino, svolgendo quindi un importante ruolo di divulgazione scientifica ed educazione
naturalistica.
L'Orto Botanico partecipa a congressi nazionali ed internazionali , a mostre ed esposizioni, ed il
personale è parte attiva in programmi di ricerca.
BIBLIOTECA
La Biblioteca del Dipartimento di Biologia vegetale nasce intorno al 1840 come biblioteca dell’Orto
Botanico dell’Università. Il suo patrimonio librario e documentale consta di 35.000 libri e opuscoli
e di oltre 1400 collezioni di periodici, di cui 390 attualmente in corso di abbonamento. Da segnalare
un cospicuo numero di opere di gran pregio e antichità, prelinneane e del periodo di immediata
influenza linneana (edizioni dei sec. XVI-XVIII), costituenti il fondo storico. Sono parte
ragguardevole delle collezioni della Biblioteca anche i fondi costituiti da edizioni ottocentesche. Pur
offrendo la necessaria documentazione bibliografica su un arco molto più alto di competenze, tale
patrimonio è soprattutto ricco come fondamentale fonte documentale per la floristica, la micologia e
la microscopia elettronica biologica, facendo della Biblioteca uno dei nuclei più ragguardevoli di
documentazione specialistica nel settore della botanica, tra gli altri congeneri in Italia. Oltre al
servizio di consultazione, la Biblioteca (aperta dal lunedì al venerdì dalle 8.30 alle 18.00) offre al
pubblico servizi di informazione bibliografica, diffusione selettiva dell’informazione,
fotoriproduzione, prestito interbibliotecario e document delivery, prestito interno (limitatamente ai
docenti e ricercatori del Dipartimento), consultazione (autonoma o assistita) di basi dati su CDROM (Current Contents Life Sciences, Current Contents Agriculture, Biology & Environmental
Sciences, Index Kewensis) e in linea (Web of Science, PubMed, Agricola). In Biblioteca è presente
8
una postazione riservata per l’interrogazione di basi dati, che si possono utilizzare su prenotazione
dopo aver frequentato un breve corso di formazione tenuto dal personale.
La Biblioteca si è trovata nel 2000 a dover contrastare la perdita di capacità d’acquisto del budget
pur dovendo acquisire nuove risorse digitali da integrare nella collezione; al contempo, ha ritenuto
necessario perseguire una strategia incentrata sul miglioramento dei servizi chiave, ottimizzando
l’accesso alla Biblioteca e all’informazione. La Biblioteca è impegnata nel coordinamento delle
attività di conversione degli archivi catalografici Erasmo per l’utilizzazione del software di
catalogazione partecipata EasyCat. Lavora inoltre sia alla realizzazione dell’accesso remoto alla
Biblioteca, con servizi fruibili in linea, sia all’inserimento dei propri archivi catalografici nel
catalogo collettivo nazionale in linea dei periodici (ACNP), sia alla progettazione di interventi di
digitalizzazione del materiale antico. Oggi però le tecnologie pretendono la cooperazione; è
pertanto necessario arrivare alla convergenza di servizi prima separati. Nel presente la Biblioteca sta
già tentando di correlare le attività intraprese ed i servizi offerti a questo obiettivo. La sua strategia
prevede l’avvio di un confronto con gli ambiti accademici locali e nazionali per la realizzazione di
progetti di utilizzo di periodici elettronici full text, gratuiti e a pagamento, e di acquisizione
consortile di licenze per basi dati specialistiche e per il recupero catalografico automatico del
pregresso.
MICOTECA
La Mycotheca Universitatis Taurinensis (MUT) è un'iniziativa speciale del Dipartimento di
Biologia Vegetale per l'isolamento, la determinazione, la conservazione, lo scambio di ceppi ed
isolati fungini e per la loro sperimentazione e applicazione biotecnologica. La collezione conta
attualmente 2000 isolati di 750 specie, per lo più di funghi filamentosi; i singoli ceppi o isolati sono
conservati liofilizzati o su terreni minimi dedicati. Ogni entità conservata è schedata in un data base
dedicato ed è inserita on line.
Il Responsabile scientifico si avvale di un comitato di coordinamento costituito da Docenti e
Ricercatori del Dipartimento di Biologia Vegetale afferenti a BIO/01, BIO/02 e BIO/03 che
lavorano in vari campi della micologia. La gestione operativa è affidata a un responsabile tecnico
nella persona della Dott.sa Cristina Varese, Tecnico laureato D1. E' in corso di organizzazione un
settore per la conservazione di linee cellulari di piante da utilizzarsi per applicazioni
biotecnologiche e per la conservazione ex situ.
La Micoteca nell'anno 2000, oltre attività di servizio per il DBV e vari Enti pubblici e privati a
seguito di convenzioni (Marcopolo S.p.A.) o prestazioni a pagamento (Soremartec, Politecnico di
Torino) ha svolto e ha in corso ricerche (inquadrabili in botanica, micologia e biotecnologie
vegetali "morbide") coordinate da S. Scannerini
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CENTRO DI MICROSCOPIA ELETTRONICA
Nell’anno 2000 il Centro di Microscopia Elettronica ha svolto i compiti istituzionali di analisi al
microscopio elettronico a trasmissione, preparazione dei materiali per scansione e registrazione
documentazione fotografica dei campioni. Il servizio si è svolto soprattutto per il Dipartimento di
Biologia Vegetale e Centro di Micologia del Terreno del CNR e in minoer parte per altri utenti
universitari. La mancanza di dotazioni ha costretto ad attingere pesantemente agli scarsi fondi delle
prestazioni a pagamento onde garantire la manutenzione ordinaria e straordinaria delle
apparecchiature. Pur conservando il suo carattere di Centro di microscopie avanzate, stante la
situazione e l’impossibilità di acquisire fondi per l’aggiornamento degli apparecchi, in data
29/11/2000 su proposta del Direttore (prof. Silvano Scannerini) approvata all’unaminità dal
Presidente e Magnifico Rettore (Prof. Rinaldo Bertolino) e dal Consiglio Direttivo del Centro, il
Centro stesso, con tutte le sue pertinenze, è stato fatto confluire nel Dipartimento di Biologia
Vegetale. Dal 29/11/2000 il Centro di Microscopia Elettronica è stato rinominato Centro di
Microscopie Avanzate, ospitando, oltre al Microscopio Elettronico a trasmissione Philips CM10
anche due ultramicrotomi, due Microscopi Confocali a Scansione Laser, un’apparecchiatura per la
produzione digitale di diapositive e dispositivi per l’allestimento di preparati per Microscopio
Elettronico a Scansione.
CENTRO DI STUDIO SULLA MICOLOGIA DEL
TERRENO DEL C.N.R.
Strettamente associato al Dipartimento opera il Centro di Studio sulla Micologia del Tereno del
CNR , che da più di 50 anni finalizza i suoi sforzi su ricerche micologiche di base ed applicative in
piena sinergia con il personale universitario.
Il Presidente del Consiglio Nazionale delle Ricerche, Professor Gustavo Colonnetti, con decreto in
data 7 aprile 1951 istituì infatti con effetto dal 1° luglio 1950 e presso l'Università di Torino, il
Centro di studio per la Micologia del Terreno rendendo esecutiva la Convenzione stipulata il 25
febbraio 1951 tra il C.N.R. e l'Università di Torino.
Durante tutti questi anni le due istituzioni hanno collaborato in modo assai fruttuoso, mettendo in
comune idee, personale, spazi di laboratorio e risorse economiche (Bonfante e Scannerini, 1999
Botanica in La facoltà di Scienze matematiche Fisiche Naturali di Torino, 1848-1998. Ricerca Insegnamento
Collezioni Scientifiche a cura di Carla Silvia Roero, Deputazione Subalpina di Storia patria , 131-152)
Il CSMT ha come obiettivo specifico quello di studiare la biologia, la biodiversità e l'ecologia dei
funghi del suolo, dando particolare rilievo alle interazioni che essi instaurano con le radici delle
piante e con le popolazioni batteriche.
Tali studi individuano un ambiente specializzato (la rizosfera) che collega grazie ad un filo comune
organismi appartenenti a diversi regni del vivente: piante, funghi e batteri. La rizosfera,
all'interfaccia tra mondo abiologico e biologico, apre problematiche di biologia di base e biologia
applicata. In questo settore e al momento attuale, il CSMT costituisce un Centro di importanza
10
nazionale ed internazionale nel settore della Biologia e Biotecnologia dei funghi simbionti
micorrizici
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Descrizione dell’attività
Profilo storico
La cattedra di Botanica dell'Università di Torino con annessa la direzione dell' Orto Botanico risale
ai primi del 700 (1729 fondazione dell'Orto Botanico ). Tra i Professori più insigni del XVIII, XIX
Secolo e inizi del XX si ricordano: Carlo Allioni (il più insigne sistematico della sua epoca , autore
della Flora Pedemontana) Giuseppe Giacinto Moris, Senatore del Regno (autore della Flora
Sardoa), Giovanbattista Delponte (uno dei primi in Europa ad affrontare sperimentalmente la
Fisiologia Vegetale) Giuseppe Gibelli (lo scopritore delle ectomicorrize che "costruì" la biologia
sperimentale dei vegetali ), Oreste Mattirolo, Senatore del Regno, (lo scopritore dei Basidiolicheni
e specialista insigne di Funghi ipogei ). Il Dipartimento di Biologia Vegetale è stato costituito nel
1983, in particolare grazie all'iniziativa del prof. Arturo Ceruti e del prof. Silvano Scannerini che
hanno contribuito in modo determinante allo sviluppo dei settori generali Micologia e Biologia
Vegetale di Torino. I docenti contribuiscono all'attività didattica in numerosi Corsi di laurea ed in
diversi Dottorati di Ricerca. I componenti del Dipartimento hanno sviluppato varie tematiche di
ricerca scientifica, rivolgendo la loro attenzione sia alla ricerca di base sia a diversi settori
applicativi.
Attività di ricerca
BOTANICA (BIO/01)
PROGRAMMI DI RICERCA
Botanica
I.
Elaborazione di modelli teorici in biologia: teorie simbiotiche e loro impatto sulla
teoria dell'evoluzione e sull'ecologia. (Prof. Scannerini)
Scopo della ricerca è valutare l'impatto delle teorie simbiontiche sui modelli riduzionisti e
uniformitaristi in biologia sperimentale ed evoluzionistica nonché le loro implicazioni in bioetica.
Morfogenesi
I.
Morfogenesi radicale (Dr. Fusconi)
Viene studiata la struttura dell’apparato radicale di piante di pomodoro (Lycopersicon esculentum)
dal punto di vista morfometrico (lunghezza e diametro delle radici di diverso ordine, grado di
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ramificazione) isto-anatomico (organizzazione cellulare degli apici radicali e delle zone
differenziate della radice) e della vitalità cellulare (utilizzando i seguenti test: messa in evidenza
dell’attività della succinati deidrogenasi; colorazione con fluoresceina dicacetato e con fluorocromi
per acidi nucleici) in piante micorrizate e non, coltivate in substrati con diversi livelli di fosforo.
II.
Influenza di fattori biotici e abiotici sul ciclo cellulare del meristema apicale delle
radici (Dr. Fusconi)
In piante di porro (Allium porrum) è stata valutata l’influenza della micorrizazione e della
nutrizione fosfatica sulla durata del ciclo mitotico e delle sue fasi e sulla sintesi di RNA dei
meristemi apicali delle radici avventizie utilizzate tecniche autoradiografiche. E’ stato messo in
evidenza che sia il fosfato aggiunto, sia la micorrizazione provocano una aumento della lunghezza
del ciclo mitotico nel suo complesso e delle fasi G1 ed S. Gli apici delle piante micorrizate inoltre
subiscono un precoce arresto dell’attività mitotica che determina un blocco della crescita radicale.
In plantule di pisello (Pisum sativum) viene studiato l’effetto della somministrazione di cloruro di
cadmio a diverse concentrazioni sull’indice mitotico e sulla durata del ciclo mitotico mediante
citofluorimetria a flusso e somministrazione di bromo deossiuridina.
III.
Effetti morfogenetici di fattori biotici ed abiotici in meristemi di piante superiori (Dr.
Trotta)
Nell'ambito di questo progetto ci si è occupati di:
a)
Influenza di micorrize arbuscolari e della nutrizione fosfatica sul bilancio ormonale della
pianta ospite.
b)
Influenza di micorrize arbuscolari sulla struttura cromatinica del nucleo in cellule della
corteccia radicale dell'ospite.
a) Dopo aver determinato il livello di acido indolacetico (IAA) e di zeatina riboside (ZR) in radici
di piante di porro (Allium porrum) infettate col fungo micorrizico arbuscolare Glomus mosseae e
averne discusso i risultati, in relazione agli effetti morfogenetici indotti dal fungo sullo sviluppo
dell'apparato radicale, in un lavoro in corso di pubblicazione su Plant and Soil, sono in corso
esperimenti di somministrazione di auxine, citochinine e loro precursori su piante micorrizate e non,
in coltura idroponica ed in vitro. I primi risultati delle colture idroponiche evidenziano un effetto
rilevante degli ormoni sia sullo sviluppo radicale che sulla colonizzazione dell'apparato radicale da
parte del fungo.
b) Ricerche precedenti su piante di porro (Allium porrum) e di pisello (Pisum sativum), infettate col
fungo AM Glomus mosseae, hanno evidenziato una ipertrofia nucleare in cellule corticali della
radice, riconducibile ad un aumento della decondensazione della cromatina e dell'attività
trascrizionale. Analoghe ricerche condotte nel corso dell'anno su piante di pomodoro (Lycopersicon
esculentum) hanno evidenziato la presenza di popolazioni cellulari 2C, 4C e 8C nelle radici sia dei
controlli che dei micorrizati, con un aumento significativo della popolazione 8C in questi ultimi.
Inoltre, misure del diametro nucleare hanno evidenziato un aumento nei micorrizati a tutti i livelli di
ploidia. Questi dati, insieme ad una diminuzione della quantità di istoni H1, indicano anche nel
pomodoro una modificazione dell'attività trascrizionale indotta dal simbionte. Parallelamente,
analisi condotte su nucleosomi di porro mediante cromatografia di affinità e tecniche di
immunomarcatura, hanno evidenziato il coinvolgimento degli istoni H1 nel processo di
decondensazione della cromatina
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IV.
Reduction of the chemical inputs in a vegetable crop by the use of beneficial rizosphere
microorganisms (Dr. Trotta)
Progetto di ricerca europeo. Sono proseguiti gli esperimenti volti a saggiare l'influenza di batteri
del suolo del genere Pseudomonas e di micorrize arbuscolari sul contenimento del patogeno
radicale Rhizoctonia solani in piante di pomodoro. Allo scopo sono state allestite delle prove sia in
vitro che in vivo. Le prove in vitro riguardanti l'influenza di Pseudomonas fluorescens ceppo A6
sulla germinazione di spore di Glomus mosseae, hanno evidenziato un effetto positivo sulla
germinazione e sull'allungamento dell'ifa fungina. Inoltre lo studio dell'interazione in vitro tra
P.fluorescens e R.solani, ha evidenziato un contenimento operato dal batterio dell'infezione radicale
da parte del patogeno. Infine il fungo micorrizico ed il batterio hanno mostrato attività sinergica
sull'accrescimento della pianta. I risultati di questa ricerca sono stati presentati al 4° Congresso
Nazionale sulle Biotecnologie
Biologia delle simbiosi I
Le simbiosi del mondo vegetale rappresentano l'oggetto di studio del gruppo coordinato dalla Prof.
Paola Bonfante. Le micorrize, associazioni tra le radici delle piante e numerosi funghi del suolo,
sono oggetto di ricerche tese a capire le basi cellulari e molecolari di una interazione che è molto
diffusa in natura (presente nel 90% delle piante) e che ha un profondo significato biologico.
Le ricerche svolte si inseriscono in queste linee principali
I.
Identificazione di geni strutturali e funzionali nelle simbiosi micorriziche (Dr.
Lanfranco)
L'interazione tra piante e funghi porta ad una modificazione dell'espressione genica nei due partners
e controlla la morfogenesi fungina. Questa linea di ricerca raggruppa indagini volte a identificare il
ruolo della chitinsintasi con tecniche di biologia cellulare e molecolare in Tuber, Gigaspora
margarita e Hymenoschiphus ericae
II.
Analisi cellulare e molecolare della parete cellulare in Tuber (Prof. Bonfante)
All'interno di un progetto nazionale (ex 40%) si è analizzata la struttura della parete di Tuber nei
diversi momenti del ciclo cellulare e si sono localizzate polisaccaridi strutturali e proteine
identificate tramite analisi molecolari (ad esempio proteine con motivi RDG, o proteine
hydrophobin-like)
III.
Confronto tra sistemi micorrizici e simbiosi fissatrici di azoto in legumi mutanti (Prof.
Bonfante)
Si è effettuata una dettagliata analisi genetica e fenotipica di Lotus mutanti: i risultati hanno portato
a risultati inediti, quale l' individuare il ruolo del gene mutato Sym-4 e il ruolo giocato
dall'epidermide nell'interazione simbiontica (progetto locale ex_60%)
IV.
Dinamica del citoscheletro nelle radici micorrizate e relazioni con il ciclo cellulare
(Prof. Bonfante)
Si è iniziata usando il microscopio confocale un'analisi del citoscheletro nelle radici micorrizate e
no di Lotus sia linee WT sia linee mutanti. I dati permettono di individuare come il citoscheletro
nelle sue componenti di tubulina e actina sia coinvolto nella risposta di difesa della pianta (progetto
locale ex-60%)
14
V.
Interazioni cellulari tra i funghi micorrizici arbuscolari e PGPRs (Plant Growth
promoting Rhizobacteria) (Prof. Bonfante)
Un approccio combinato di genetica, uso di mutanti, test di aggregazione, radici trasformate in vitro
osservate al microscopio elettronico e a microscopia confocale, ha permesso di dimostrare che
molecole di superficie dei PGPRs, quali i lipolisaccaridi, sono determinanti cruciali nei processi di
adesione (progetto Europeo IMPACT)
VI.
Identificazione ed espressione di geni in batteri endosimbionti di funghi arbuscolari
(Dr. Lanfranco)
Una delle scoperte più significative del nostro gruppo è che alcuni ceppi di funghi micorrizici
contengono dei batteri che appaiono essere simbionti obbligati. La disponibilità di una libreria
genomica, costruita sul fungo, ci ha permesso di iniziare un'analisi funzionale sul genoma di tali
batteri. Abbiamo identificato dei trasportatori del fosfato, dei geni coinvolti nel processo di
colonizzazione e una parte cospicua dell'operone nif. adesione (progetti Europei IMPACT,
Genomyca)
VII. Caratterizzazione biochimica e molecolare di enzimi nei funghi simbionti (Prof.
Bonfante)
L'analisi di proteine fungine espresse in condizioni differenziate (situazioni di stress, mezzi di
coltura diversi) ha portato ad identificare bande diverse che microsequenziate hanno permesso di
individuare delle SOD e delle perossidasi. Sono stati messi a punto saggi di attività.
Applicazioni biotecnologiche dei funghi simbionti:
VIII. Analisi delle interazioni tra piante trasformate e funghi simbionti. (Prof. Bonfante)
Piante trasformate in modo da esprimere proteine antifungine nella rizosfera aprono un complesso
problema di rilascio nell'ambiente, in quanto si deve valutare il loro impatto sulle popolazioni
microbiche non target del suolo. Si sono analizzati con diversi metodi molecolari e biochimici gli
effetti di linee transgeniche di patata e pomodoro e si si è valutata la loro attività su funghi
simbionti. Tali microorganismi benefici sembrano non essere coinvolti nel loro sviluppo dalle
proteine espresse dalla pianta modificata (Progetto Europeo IMPACT)
IX.
Caratterizzazione biochimica e molecolare di meccanismi di resistenza/tolleranza a
metalli pesanti in funghi simbionti (Prof. Bonfante)
Alcuni funghi simbionti dimostrano particolari capacità di tolleranza a metalli pesanti. Nell'ambito
di un progetto Finalizzato Biotecnologie (finanziato sul CSMT-CNR) ci poniamo come obiettivo
quello di capire i meccanismi molecolari di tale resistenza/tolleranza usando tecniche biochimiche e
molecolari
X.
Sviluppo di sonde molecolari per l'identificazione di funghi di interesse economico
appartenenti al genere Tuber (Prof. Bonfante)
I tartufi sono dei funghi di grande interesse economico per alcune regioni italiane. Sono tuttavia
oggetto di sofisticazioni sia come prodotto alimentare sia sotto forma di fungo simbionte che
micorriza le radici delle piante ospiti. Abbiamo messo a punto svariate sonde molecolari che
permettono di individuare senza ambiguità la specie fungina
15
Biologia delle simbiosi II
1. Influenza di funghi AM sulla struttura, ploidia e attività dei nuclei delle cellule corticali
colonizzate (Dr. Fusconi)
Vengono studiati gli effetti della micorrizazione e delle variazioni della nutrizione fosfatica piante
di porro (Allium porrum) coltivate a due concentrazioni di fosfato (3.2 e 96 µm), micorrizate o no
con Glomus mosseae mediante tecniche citofluorimetriche. Sono state messe in evidenza variazioni
di ploidia legate al differenziamento e alla senescenza radicale, con percentuali maggiori di nuclei
poliploidi nelle piante nutrite con elevati livelli di fosforo rispetto a quelle cresciute con livelli più
bassi.
In radici di pomodoro (Lycopersicon esculentum) sono state studiate le modificazioni nucleari
durante la colonizzazione AM e l'interazione suscettibile con Phytophthora nicotianae. L'analisi
citofluorimetrica dopo colorazione con DAPI (4’,6-diamidino-2-fenilindolo) dei nuclei presenti
nelle zone colonizzate dal fungo micorrizico ha messo in evidenza un aumento della ploidia
strettamente legato alla presenza del fungo. Nelle piante infette durante le prime fasi dell’infezione
si verifica invece un aumento dei nuclei 2C a scapito dei 4C rispetto ai controlli indicando che
l’attivazione di meccanismi legati alla difesa potrebbe essere accompagnata da un blocco del ciclo
cellulare e quindi del processo di endoreduplicazione.
Biotecnologie Vegetali
I.
Ottimizzazione e impiego di tecniche per lo studio , la conservazione e valorizzazione
di beni culturali e ambientali. (Prof. Scannerini)
Scopo del progetto è individuare le modalità di biodegrado da funghi di documenti cartacei ,
valutare i rischi delle singole specie fungine e sviluppare protocolli di conservazione e recupero
(Collaboratore Dr. C. Varese)
II.
Caratterizzazione delle micoflore di compost e vermicompost e loro utilizzazione in
agricoltura sostenibile. (Prof. Scannerini)
Scopo del progetto è accrescere la collezione della Micoteca acquisendo miceti di ambienti estremi
(termofili) con capacità particolari di biodegradazione di residui organici e con potenziali
applicazioni agrotecnologiche e biotecnologiche. Nonché sperimentare i compost risultanti su
orticole.(collaboratori: Dr. Cristina Varese, Dr. S. Voyron, Dr. A. Anastasi).
III.
Effetto di endofiti fungini e di metaboliti secondari bioattivi sulla morfogenesi in vitro,
o in condizioni controllate, di piante d'interesse agricolo o industriale. (Prof.
Scannerini)
Scopo del progetto è costruire modelli per la morfogenesi in vitro di piante agrarie in presenza di
endofiti fogliari o arbuscolari, per ottimizzarne la micropropagazione e la produzione di metaboliti
secondari bioattivi e per valutare sperimentalmente il continuum simbiosi mutualistica-simbiosi
patosistica (collaboratori: Dr. A. Fusconi, Dr . M. Mucciarelli, Dr. C. Varese, Dr. S. Voyron)
V.
Caratterizzazione ecogenetica e conservazione in situ ed ex situ di Puja raimondii
endemica peruviana a rischio di estinzione (S. Scannerini Coordinatore del gruppo
Università di Torino, collaboratori A. Fusconi, M. Mucciarelli)
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Convenzione internazionale di ricerca : Università di Torino, Università di Milano-Bicocca e
Regione Lombardia , Universitad nacional Mayor San Marcos , Lima-Peru- . Scopo del progetto è
lo sviluppo di biotecnologie morbide per la protezione, la conservazione e la valorizzazione di
Puja raimondii in situ ed ex situ .Nella prima fase si provvede a sperimentare tecniche di
micropropagazione da tessuti fogliari e a caratterizzare in termini biologico molecolari la variabilità
genetica di popolazioni campione.
17
BOTANICA SISTEMATICA (BIO/02)
PROGRAMMI DI RICERCA
Sistematica delle Piante Superiori
I.
Analisi floristiche su entità rare e critiche del territorio italiano. (Prof. Siniscalco)
I dati ottenuti nell’ambito del Progetto INTERREG II “Flora delle Alpi Occidentali” sono stati
oggetto di elaborazione, in particolare per quanto riguarda le 350 specie rare individuate e censite
sul territorio piemontese e la flora della Valle di Susa. Carte sintetiche della distribuzione in
Piemonte, Valle d’Aosta e Francia sono state preparate nell’ambito della collaborazione
internazionale.
II.
Approfondimenti sistematici su alcune entità critiche con analisi morfologiche (Prof.
Siniscalco)
Sono effettuate analisi su polline, semi e frutti con tecniche biometriche relative ad aspetti macro e
micromorfologici su specie dei generi Euphorbia, Campanula, Allium, Ambrosia.
III.
Analisi biomolecolari su entità di particolare interesse con ricostruzioni filogenetiche.
(Prof. Siniscalco)
Le analisi sono state effettuate in parte su specie dei generi Euphorbia, Artemisia e Gymnocalycium
Micologia sistematica
I.
Check-list di Basidiomiceti italiani (Prof. Filipello)
Il Ministero dell’Ambiente, in attuazione delle disposizioni comunitarie relative alla Direttiva
Habitat 92/43/CEE in materia di salvaguardia, protezione e miglioramento e con l’intento di
coordinare la raccolta, l’organizzazione e la informatizzazione di tutti i dati relativi all’ ambiente
naturale, ha approvato, in data 28/01/2000, una Convenzione con l’Università degli Studi della
Tuscia, dal titolo “Biodiversità delle specie fungine in Italia: compilazione di una check-list della
micoflora italiana” A questo progetto collabora il Dipartimento di Biologia vegetale, nella mia
persona e in qualità di Responsabile d’area per le regioni Piemonte, Valle d’Aosta, Liguria e
Lombardia.
II.
Conservazione ex situ di Basidiomiceti saprotrofi e ectomicorrizici: coltura,
caratterizzazione e rivitalizzazione dei miceli (Prof. Filipello)
La conservazione dei funghi ex situ gioca un ruolo fondamentale nel mantenimento globale della
biodiversità e rappresenta una banca di risorse genetiche di fondamentale importanza nelle
applicazioni ambientali e biotecnologiche. Sono stati allestiti i primi esperimenti di coltura di miceli
da inoculi prelevati da carpofori cresciuti in un ambiente incontaminato e. di grande interesse
naturalistico (Bosco dell’Alevè). I miceli sono stati sottoposti a conservazione sotto olio minerale e
mediante liofilizzazione e verranno studiati dal punto di vista morfo-strutturale (presenza e
fisionomia delle unioni a fibbia e delle ramificazioni), cariologico (mantenimento del dicarion con
tecniche fluorimetriche) e biochimico-fisiologico (test DBB e attività enzimatiche). A intervalli di
18
tempo scalari dagli interventi di conservazione saranno verificate le stesse caratteristiche sui miceli
riportati a normale vita vegetativa.
III.
Biodiversità fungina nell’aerosol di impianti di compostaggio (Prof. Filipello)
Il compostaggio del materiale organico è un processo microbiologico che genera contaminanti
biologici aerodiffusi, soprattutto batteri e funghi. Il rischio che si formino concentrazioni
atmosferiche di questi contaminanti pericolose per la salute degli operatori è molto alto quando gli
impianti sono chiusi. E’ perciò importante monitorare la carica totale e quella delle specie patogene
e potenzialmente patogene. Sono stati campionati i funghi aerodiffusi di un impianto di
compostaggio di rifiuti urbani, mescolati con residui vegetali, ancora in fase sperimentale.
IV.
La citofluorimetria a flusso come strumento di analisi quantitative e qualitative dei
funghi aerodiffusi (Prof. Filipello)
Si sta sperimentando l’applicabilità della citofluorimetria a flusso alla valutazione quantitativa
dell’aerosolo fungino, confrontando la sensibilità di questa tecnica con quella delle tecniche
tradizionali. Poiché in molti tipi di analisi ambientali può essere importante distinguere la
componente viva da quella morta o da quella viva, ma incapace di sviluppare colonie, sono stati
saggiati diversi tipi di fluorocromi in grado di selezionare queste diverse componenti. Come sistema
sperimentale sono state impiegate colonie mature di Penicillium brevicompactum Dierkx e
Aspergillus fumigatus Fresenius. I conidi di queste specie non si colorano o si colorano soltanto in
minima percentuale in assenza di pretrattamenti. E’ stato allora necessario sperimentare numerosi
metodi chimici e fisici, in grado di rendere le loro pareti più permeabili. Le più alte percentuali di
positività ai fluorocromi sono state ottenute pretrattando con microonde. Sospensioni conidiche
titolate, pure e miste, sono state allora analizzate al FCM, applicando lo scatter (forward e side
scatter) e la fluorescenza dopo trattamento con microonde. Si sono acquisiti in tal modo dati
preliminari molto interessanti che aprono la strada alla messa a punto di metodi appropriati allo
studio quantitativo e qualitativo dell’aerosol fungino.
V.
Biodiversità fungina in suoli inquinati da metalli pesanti (Prof. Filipello)
Vengono studiate le variazioni della biodiversità in comunità microfungine di ambienti disturbati
da fattori antropici. In particolare il suolo circostante uno stabilimento industriale di lavorazioni
metallurgiche che immette inquinanti, in particolare metalli pesanti, da 30 anni, con conseguenze
sul paesaggio circostante che si presenta molto degradato, con aree completamente prive di
vegetazione. L’analisi del suolo con spettrofotometro ad assorbimento atomico indica presenza di
livelli tossici di Zn, Cu, Ni, Mn e Pb, soprattutto nei siti esposti alla direzione prevalente dei venti.
Si stanno studiando i funghi saprotrofi in fase di quiescienza e di crescita attiva, mediante
- Isolamento (metodi diretti e indiretti)
- Dimostrazioni di tolleranza in sistemi sperimentali seminaturali e artificiali
- Prime indagini sui meccanismi di tolleranza
VI.
Caratterizzazione morfo-strutturale, biochimica e fisiologica dei propaguli fungini
aerodiffusi. (Prof. Filipello)
E’ stata studiata in specie di Penicillium e Aspergillus la presenza di n-alcani e di sporopollenine,
molecole a funzione altamente protettiva e a localizzazione superficiale, presenti perlopiu’ nei
vegetali superiori. Gli estratti degli n-alcani in esano sono stati analizzati mediante
gascromatografia. I profili gascromatografici di tutti gli isolamenti sono qualitativamente simili e
19
comprendono tutta la serie di n-alcani tra C18 e C31, con una prevalenza di picchi nell’area tra C22 e
C27. Notevoli sono però le differenze quantitative, valutate come contenuto totale di n-alcani (µg
mg-1 di peso secco) e percentuali di singoli n-alcani rispetto all’area totale dei picchi. La
concentrazione di n-alcani per unità di superficie conidica è risultata particolarmente elevata in
Aspergillus versicolor (Vuill.) Tiraboschi Penicillium brevicompactum Dierchx, P. aurantiogriseum
Dierchx e P. digitatum Saccardo. La valenza ecologica di queste specie è ben nota e i nostri dati
dimostrano che i loro conidi sono costantemente presenti nel bioaerosol della città di Torino, anche
nei periodi in cui il tasso di inquinamento dell’aria raggiunge i valori massimi. La funzione
protettiva degli n-alcani verrebbe così indirettamente confermata.
Per la sporopollenina non ci sono solventi in grado di estrarla; sicchè l’unico modo che permette di
ricercarla consiste nel dissolvere, idrolizzare o degradare il materiale ad essa associato nel contesto
della parete cellulare. Alle tecniche chimiche di isolamento, metodo di Gooday et ale metodo di
Erdtman abbiamo affiancato tecniche di microscopia ottica ed elettronica a scansione e a
trasmissione, nel tentativo di ricostruire un modello di localizzazione spaziale del biopolimero nel
contesto della parete conidica. Le tecniche impiegate lasciano un residuo coerente e deformabile
che può essere rimosso soltanto dopo l’azione di un forte ossidante come l’ipoclorito di sodio. Le
indagini in microscopia ottica ed elettronica permettono di localizzare il residuo sporopolleninico
nella parte esterna della parete cellulare che si presenta bistratificata, densa agli elettroni e PATAg
negativa. Il trattamento con ipoclorito di sodio dei conidi integri conferma questi dati, eliminando i
due strati esterni opachi agli elettroni. La reazione con Auramina O, positiva per i conidi integri e
negativa per il residuo sporopolleninico, associata alle analisi ultrastrutturali, indica, tuttavia, che la
sporopollenina é il principale, ma non l’unico componente degli strati più esterni e che essa non si
trova a diretto contatto con l’ambiente.
Lichenologia
ü Indagini floristiche ed ecologiche nel settore occidentale delle Alpi (Dr Piervittori) - Le
ricerche sono volte alla conoscenza e alla valorizzazione della diversità lichenica in arre naturali
e antropizzatedel settore occidentale delle Alpi (Piemonte e Valle d’Aosta). Le indagini si
basano sull’acquisizione di dati bibliografici, d’erbario e di campo e sono finalizzate alla
produzione di checklist regionali.
ü Aspetti applicativi della Lichenologia (Dr Piervittori) – Le peculiarità ecofisiologiche dei
licheni e l’accertata sensibilità alle variazioni ambientali rendono quanto mai attuale il loro
impiego in campo ambientale. Le indagini condotte vertono prevalentemente alla messa a punto
di protocolli metodologici, e relativa standardizzazione, atti alla:
ü valutazione del degrado ambientale correlato all’impatto antropico mediante l’impiego dei
licheni come bioindicatori e bioaccumulatori in collaborazione con l’Agenzia Regionale per la
Protezione dell’Ambiente (ANPA), le ARPA di Piemonte e Valle d’Aosta e l’Assessorato
all’Ambiente della Regione Piemonte (Biomonitoraggio).
ü definizione dei fattori ambientali che controllano la colonizzazione lichenica su manufatti
lapidei di interesse storico e artistico e alla stima degli effetti di questa sul materiale litico
utilizzato. Le indagini si svolgono in collaborazione con l’Istituto Centrale per il Restauro di
20
Roma e il Laboratorio scientifico della Soprintendenza Beni Artistici e Storici di Venezia
(Biodeterioramento);
ü verifica e sperimentazione di ulteriori metodiche che consentano l’impiego dei licheni come
indicatori ambientali in senso lato.
BOTANICA APPLICATA (BIO/03)
PROGRAMMI DI RICERCA
Geobotanica
VII. Analisi vegetazionale delle zone umide delle Alpi Occidentali (Dr. Buffa)
Rilevamento delle tipologie vegetazionali delle zone umide con analisi in campo di parametri
ecologici come profondità della falda, conducibilità elettrica delle acque, altezza sulla falda del
substrato morboso, pH. Analisi fitosociologica e tipificazione dei popolamenti. Calcolo della
correlazione parametri ecologici- clima-vegetazione.
VIII. Vegetazione di substrati serpentinitici ed ultrabasici (Dr. Buffa)
Analisi delle comunità vegetali specificamente legate a questi substrati in ambienti d’altitudine,
influenza dei parametri ecologici e pedologici calcolati con metodi diretti e indiretti, studio
fitosociologico dei popolamenti e loro inquadramento sintassonomico.
IX.
Vegetazione delle sorgenti con acque ricche di carbonati (Dr. Buffa)
Indagini sulla composizione della vegetazione legata a questi peculiari ambienti, con particolare
attenzione alle formazioni generatrici di rocce carbonatiche a quote più basse, ma estese anche alle
sorgenti d’altitudinesia in zone d’altitudine. Schedatura dei medesimi a scopo protettivo (si tratta di
ambienti tutelati ai sensi della direttiva Habitat a livello prioritario
IV.
Analisi floristiche, corologiche e fitogeografiche. (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
Sono proseguite le analisi dei dati immessi nella banca dati sulla “Flora delle Alpi Occidentali” con
collaborazioni con Conservatoire Botanique di Gap (Fr) e con Conservatoire Botanique di Ginevra
(Ch) con stampa e pubblicazione di carte di distribuzione in particolare per le entità rare e critiche.
Sono stati apportati approfondimenti e contributi nell’ambito della discussione sul concetto di rarità
e sulle sue possibili applicazioni territoriali gestionali.
V.
Vegetazione delle Alpi. (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
L’analisi di alcuni tipi di vegetazione delle Alpi viene continuata e approfondita. In particolare si è
iniziato un lavoro sulla distribuzione degli Habitat prioritari secondo la Direttiva dell’Unione
Europea, anche in Parchi Nazionali e Regionali.
VI.
Vegetazione delle aree urbane disturbate (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
La vegetazione delle aree urbane disturbate è particolarmente caratterizzata dall’invasione da parte
specie esotiche e dalla sostituzione anche totale della vegetazione spontanea. Sono stati studiati i
meccanismi di diffusione di queste specie e in particolare le loro strategie vegetative e riproduttive.
VII. Vegetazione degli ambiti fluviali con utilizzazione di indici di qualità ambientale su
base vegetale. (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
21
Sono stati applicati indici di qualità ambientale basati su caratteristiche della flora e della
vegetazione come VVA, RCE2, indici macrofitici, per metterli in relazione con i metodi tradizionali
di analisi della vegetazione. Tali indici vengono anche valutati nell’ambito di una convenzione
stipulata con la Provincia di Torino per la gestione e la conservazione della flora, della fauna e
degli Habitat prioritari e non prioritari secondo la Direttaiva Habitat dell’Unione Europea.
VIII. Incidenza delle specie esotiche sulla vegetazione. (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
Una quantificazione della incidenza delle specie esotiche sul territorio Piemontese è in atto da
diversi anni e continua nell’ottica di stabilire anche i rapporti tra presenza di esotiche e qualità
dell’ambiente.
IX.
Rapporti tra vegetazione e turismo (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
Continuano le ricerche sugli effetti del turismo nelle aree di montagna anche nei Parchi Nazionali e
Regionali. In particolare si proseguono le ricerche sulle piste da sci, sugli effetti dell’innevamento
artificiale sulle piante, sulla diffusione delle specie spontanee in aree disturbate.
X.
Dinamismo della vegetazione (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
Il dinamismo della vegetazione dopo abbandono di aree un tempo coltivate o dopo disturbo è stato
studiato in alcune zone dell' Appennino Ligure Piemontese con particolare attenzione a stabilire
tempi e modi della ricolonizzazione. Questo lavoro viene continuato con la collaborazione e il
supporto della Provincia di Alessandria.
XI.
Cartografia della vegetazione e carte tematiche derivate (Carta della natura, della
naturalità, del dinamismo) (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
A partire dai dati ottenuti negli studi sopra accennati si è proceduto alla stesura di carte della
vegetazione e di carte tematiche per evidenziare il tipo di dinamismo della vegetazione, il grado di
naturalità rispetto alla vegetazione climacica e si prepareranno anche Carte della Natura
nell’ambito di una convenzione stipulata con l’ Università di Parma in parallelo con altre
Università Italiane.
Ecologia Vegetale
I.
Valutazione delle relazioni idriche in differenti tipologie di cespuglietti ad Alnus viridis
(Dr. Buffa)
Analisi delle relazioni idriche e della competizione per l’acqua durante le successioni secondarie
dominate da A. viridis, valutazione dei fenomeni di crisi idrica e delle loro cause. Monitoraggio
della traspirazione e di parametri ecologici e microclimatici relativi alle stazioni di studio.
Competizione fra l’Ontano e specie nitrofile.
II.
Uso dell’azoto ed efficienza fotosintetica in megaforbie subalpine (Dr. Buffa)
Valutazione della plasticità nelle risposte fotosintetiche di alcune megaforbie in relazione
all’ambiente di crescita ed a parametri biochimici fogliari, valutazione delle relazione fra plasticità,
tenore di azoto, efficienza quantica, con analisi eseguite in campo in piante esposte alla radiazione
diretta e piante ombreggiate da arbusti.
III.
Analisi comparativa delle risposte di frutteti a concimazioni tradizionali ed a
trattamenti con organismi rizosferici e simbionti (Dr. Buffa)
22
Valutazione degli effetti di pratiche agronomiche alternative alla concimazione sulla fotosintesi e le
relazioni idriche di frutteti, analizzati anche sotto il profilo produttivo da collaboratori agronomi
IV.
Valutazione di traspirazione e conduzione termica del fusto in piante in aeroponica
usate per biomonitoraggio (Dr. Buffa)
Rilevamento di parametri ecologici utili per ottimizzare il monitoraggio dell’inquinamento
atmosferico tramite biomonitors vegetali. Per il momento le analisi si concentrano sul calcolo
dell’area fogliare esposta, della conduttanza stomatica, dei flussi termici che attraverso il fusto
permettono un riscaldamento dell’intera pianta nel periodo invernale.
V.
Analisi della biodiversità e della sua variazione in ambienti disturbati e naturali (Prof.
Siniscalco; Prof. Montacchini)
Si sono continuati gli studi sulla valutazione della ricchezza floristica e dell’equitabilità in tipi di
vegetazione ben conosciuti della Pianura e delle Alpi cercando di mettere in relazione diversi livelli
di ricchezza e equitabilità con il livello di naturalità o di disturbo. Tali tipi di analisi sono stati
condotti in particolare su piste da sci e in aree sottoposte a forte pressione antropica e in aree di
controllo, non disturbate.
VI.
Approfondimento di alcuni aspetti ecologici legati al dinamismo della vegetazione:
strategie vegetative e riproduttive delle specie vegetali, banca semi, micorrizazione
arbuscolare. (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
Nell’ambito degli stadi dinamici dopo abbandono della coltura o negli stadi a seguito di disturbo
antropico o naturale (alluvioni, incendio) si sono effettuate analisi sulla banca semi per interpretare
la ricolonizzazione spontanea e le sue relazioni con le strategie vegetative e riproduttive delle specie
vegetali. Tra queste strategie la simbiosi micorrizica arbuscolare, che gioca un ruolo determinante
nelle ricolonizzazioni di ambiti disturbati, viene analizzata con metodi già applicati a numerosi casi
studiati negli anni passati e con metodi nuovi appena individuati.
VII. Dinamismo della vegetazione naturale su terreni denudati e dopo interventi di semina
(Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
Questi aspetti sono stati analizzati sulle piste da sci, in particolare in Valle d’Aosta, con la
collaborazione del CEMAGREF di Grenoble e con ARPA Valle d’ Aosta per valutare gli effetti
della neve artificiale, con e senza additivi chimici, sulle piante. Sono stati anche studiati i rapporti
con le specie seminate e con le pratiche agronomiche (concimazione in particolare).
VIII. Tempi e modalità di ricolonizzazione e sviluppo delle specie spontanee (Prof. Siniscalco;
Prof. Montacchini)
Le modalità di ricolonizzazione delle aree abbandonate da parte di arbusti spontanei sono state e
verranno studiate con analisi degli anelli di crescita delle piante presenti. Analisi statistiche vengono
utilizzate per un’intrepretazione delle procedure di ricolonizzazione, anche in relazione alle
strategie riproduttive delle piante.
IX.
Analisi delle variazioni della copertura vegetale e della biomassa epigea nel tempo
(Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
Sono state messe a punto metodologie di analisi accurate per la valutazione della copartura
vegetale. Allo stesso modo vengono messe a punto metodologie di analisi della biomassa epigea in
condizioni di distrurbo antropico. Tali analisi vengono effettuate principalmente in alta quota in
ralazione alle strategie e ai cambiamenti climatici.
23
X.
Valutazioni sullo sviluppo dell’apparato radicale attraverso metodi di analisi
dell’immagine (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
Nell’ultimo anno si è cercato di applicare metodi già provati di analisi dell’immagine relativi
all’apparato radicale in condizioni di laboratorio, ad analisi di apparati radicali complessi quali
quelli di piante prelevate in campo o di apparati non direttamente riferibili a piante singole ma
complessivamente alla comunità vegetale ottenendo dati molto interessanti e poco noti sulla
presenza delle radici in ambienti disturbati e in ambienti naturali di controllo (ad esempio pascoli
alpini). Tali studi sono proseguiti quest’anno con la collaborazione dell’Università del Piemonte
Orientale (Sede di Alessandria, Prof. G. Berta).
XI.
Valutazione degli effetti del disturbo sulla componente micorrizica arbuscolare,
resilienza della comunità fungina arbuscolare nel tempo e interazioni con il dinamismo
della vegetazione. (Prof. Siniscalco; Prof. Montacchini)
Il disturbo crea alterazioni del reticolo di ife di funghi micorrizico arbuscolari presenti nel terreno.
Tale alterazione può essere misurata con opportune tecniche ed è anche un buon indice del disturbo
esercitato sulla comunità vegetale e sulle sue possibilità di resilienza. La valutazione del potenziale
di inoculo micorrizico arbuscolare può essere quindi interessante per la comprensione e la
previsione delle modalità e dei tempi di recupero della comunità vegetale disturbata o del ripristino
dopo semina.
Micologia
I.
Biodiversità dei funghi endomicorrizici ed analisi del polimorfismo genetico (Prof.
Bonfante)
Lo sviluppo di sonde molecolari e l'analisi dei geni ribosomali nelle loro diverse componenti (18 S,
ITS, 28 S) ha pemesso di identificare ceppi fungini di Gigasporacee di nuovo isolamento e di riclassificare ceppi provenienti da collezioni
II.
Caratterizzazione molecolare di batteri endosimbionti dei funghi endomicorrizici (Prof.
Bonfante)
Una combinazione di tecniche morfologiche a microscopia confocale e di biologia molecolare
(analisi e sequenza dei geni 16 S, costruzione di alberi filogenetici) ha permesso di rintracciare 11
isolati fungini di diversa provenienza geografica che contengono batteri riportabili al genere
Burkholderia
III.
Analisi della biodiversità ed organizzazione delle comunità fungine saprotrofe della
rizosfera e della fillosfera di piante di pomodoro trasformate (Dr Girlanda)
E’ stata avviata un'indagine sull’impatto di piante di pomodoro produttrici costitutive di alti livelli
di enzimi antifungini (glucanasi e chitinasi) in foglie e radici sulla componente microfungina
saprotrofa indigena non-target in due distinti microhabitat, rizosfera e fillosfera. Sono stati
complessivamente ottenuti oltre settemila isolati; la maggior parte delle specie identificate è da
ricondursi ai generi Cladosporium, Coniothyrium, Fusarium, Gliocladium, Penicillium,
Trichoderma, Verticillium.
IV.
Interazioni tra ceppi di Pseudomonas fluorescens agenti di lotta biologica ed isolati di
Fusarium della rizosfera di cetriolo (Dr Girlanda)
24
E’ proseguito lo studio delle interazioni tra ceppi di Pseudomonas fluorescens agenti di lotta
biologica (un ceppo produttore ed un ceppo sovrapproduttore di composti antifungini ad ampio
spettro) ed isolati di Fusarium spp. ottenuti dalla rizosfera di Cucumis sativus. E' stato verificato
che tali funghi, noti comprendere ceppi saprotrofi con capacità di controllo biologico naturale dei
patogeni, possono essere inibiti dai composti antimicrobici 2,4-difloroglucinolo e pioluteorina.
V.
Caratterizzazione filogenetica di endofiti fungini sterili delle radici di piante a diverso
status micorrizico in un ecosistema mediterraneo (Dr Girlanda)
E’ stata intrapresa la caratterizzazione di miceli sterili demaziacei (DSM) stretti associati sia di
ectomicorrize di Pinus halepensis sia di endomicorrize arbuscolari di Rosmarinus officinalis in uno
stesso ecosistema in Liguria. Nuovi campionamenti a distanza di dieci anni da quelli delle prime
indagini hanno messo in luce la natura costante, nel tempo e nello spazio, di questa associazione.
L'analisi delle sequenze dell’ rDNA dei diversi morfotipi ha consentito di individuare le affinità
sistematiche di tali DSM, tra i quali sono stati riconosciute entità ad ecologia ed affiliazioni
pressoché ignote (quali Rhizopycnis vagum e Zalerion arboricola).
Botanica Applicata (Agraria) (Prof. Caramiello)
Per ciò che concerne le ricerche di Botanica applicata in Facoltà di Agraria, si intende proseguire
sullo schema delle indagini in corso, ponendo particolare attenzione alle caratteristiche
sistematiche, di distribuzione e tassonomiche di specie di interesse agrario e forestale.
Accanto a questo indirizzo prosegue quello della ricostruzione ambientale su base pollinica,
utilizzando sia materiale di torbiera sia trappole naturali (suolo , muschi) attuali.
Di particolare attualità è tutto il settore dell'archeobotanica, sviluppato nell'ambito dei Beni
Culturali, in collaborazione con Storici ed Archeologi, per valutare le vie ed i tempi di
domesticazione delle specie coltivate e per integrare le diverse culture in ambiti territoriali meglio
definiti dal punto di vista dell'uso del territorio e del grado di variazione dell'impatto antropico nel
tempo.
Botanica Forestale
I. Studi sull 'autoecologia e la distribuzione di specie e razze ecologiche di entità arboree di
interesse forestale (Pinus sylvestris, Pinus nigra, Pinus mugo, ) (Prof. Caramiello)
E' stata intrapresa la caratterizzazione chemotassonomica e biomolecolare di popolazioni di Pinus
sylvestris su campioni prelevati nell'ampio areale della specie, dalla Svezia all'Appennino ,
considerando anche alcune popolazioni dell'Inghilterra, che si ritiene siano autoctone. Le analisi
chemotassonomiche sono attualmente in fase di elaborazione e si sta procedendo anche sulle
caratterizzazioni biomolecolari.
Analoga ricerca è in corso per le entità italiane di Pinus nigra gr.
Lo studio su Pinus mugo è agli inizi, e si intende procedere a partire dalle popolazioni dell'arco
alpino occidentale.
II. Autoecologia e distribuzione di specie erbacee esotiche nei territori di origine
(Gymnocalycium) (Prof. Caramiello)
25
Il genere Gymnocalycium è oggetto di un ampio gruppo di indagini in merito alle problematiche
sistematiche ed ecologiche con ricerche ambientali in campo ed approfondimenti sulla sistematica e
filogenesi del genere mediante medodiche biomolecolari . I primi risultati sono stati oggetto di
pubblicazioni e interventi a congressi internazionali. L'ultima campagna di esplorazione in Uruguay
e Brasile. ha consentito la raccolta di materiali per il proseguimento dello studio.
III.
Analisi vegetazionale di popolamenti a Pinus uncinata in relazione alla micoflora
simbionte (Dr. Buffa; Prof. Caramiello)
I popolamenti vengono esaminati per stabilire una correlazione fra produzione di carpofori di
determinate specie simbionti, clima e tipologie di vegetazione. In parallelo vengono studiati gli
effetti della simbiosi sulla capacità di crescita di questa specie, interessante per le sue capacità
pioniere e per il suo adattarsi a substrati estremamente poveri o ostili.
E' stata completata un'indagine, in collaborazione con l'Università di Barcellona, per la valutazione
dell'andamento di crescita della specie in territori di parchi nazionali nella catena dei Pirenei.
In territorio italiano , sul versante Piemontese dell'arco alpino occidentale è stata condotta una
prima indagine con l'identificazione di macromiceti simbionti e di tipi di micorrize.
Botanica Sistematica Agraria
I.
Analisi chemotassonomiche su specie di interesse agrario e forestale (Artemisia,
Lavandula, Pinus) (Prof. Caramiello)
Sono state condotte analisi chemotassonomiche su specie piemontesi di Artemisia e su popolazioni
spontanee di Lavandula , considerando anche alcune entità di lavandini che potrebbero presentare
interesse economico.
II. Analisi biomolecolari in gruppi critici (Sempervivum, Vitis, Corylus, Artemisia,
Gymnocalycium) (Prof. Caramiello)
Il genere Gymnocalycium è oggetto di un ampio gruppo di indagini in merito alle problematiche
sistematiche ed ecologiche con ricerche ambientali in campo ed approfondimenti sulla sistematica e
filogenesi del genere mediante medodiche biomolecolari . I primi risultati sono sono stati oggetto
di pubblicazioni e interventi a congressi internazionali. L'ultima campagna di esplorazione in
Uruguay e Brasile.ha consentito la raccolta di materiali per il proseguimento dello studio.
E' iniziato lo studio biomolecolare sul complesso di entità ascrivibili a Sempervivum tectorum.
L., che presenta notevoli difficoltà interpretative a livello tassonomico e nomenclaturale.
Le indagini su Vitis proseguono, e sono volte all'identificazione delle caratteristiche colore della
bacca, utilizzando 10 cultivar a frutto bianco e 10 a frutto nero, sottoposte a BSA.
Le analisi su Artemisia sono state concluse ed oggetto di pubblicazione, mentre è in atto la raccolta
di materiali per il,proseguimento delle indagini su Corylus.
III. Palinotassonomia (Corylus, Vitis, Artemisia, Lavandula, Campanula, Gymnocalycium)
(Prof. Caramiello)
Sono in prosecuzione le valutazioni morfopalinologiche su polline acetolizzato delle entità
menzionate, nell'ambito del programma nazionale "Flora palinologica italiana"
26
Palinologia
I. Flora pollinica aerodiffusa (Prof. Caramiello)
Proseguono le rilevazioni aerosporologiche nell'area torinese per la valutazione dell'incidenza dei
pollini allergogeni in relazione alle caratteristiche climatiche. Le indagini comportano
collaborazioni con ASL ed enti ospedalieri, per la prevenzione e terapia delle malattie allergiche.
Analoghe rilevazioni sono in atto a Tortona ed a Savigliano, sempre in collaborazione con le ASL.
II. Calendari pollinici e previsioni (Prof. Caramiello)
Nel corso dell'anno si sono iniziate le valutazioni per la previsione delle principali stagioni
polliniche, in funzione delle esigenze cliniche ed anche di quelle agronomiche., utilizzando le serie
storiche di rilevamenti ormai disponibili per l'area torinese e per alcune stazioni extraurbane.
III. Ricostruzione ambientale su base pollinica Diagrammi pollinici olocenici. (Prof.
Caramiello)
Sono in corso , anche con tesi e tesi di dottorato, numerose analisi di torbiere e di suoli superficiali
per la ricostruzione storica dell'evoluzione del paesaggio, su base pollinica. Le analisi riguardano le
Alpi Marittime e le teobiere della Valle Pesio. Quest'ultima indagine si è svolta in collaborazione
col Parco regionale della Valle Pesio e Tanaro.
IV. Archeopalinologia (Prof. Caramiello)
Nell'ambito del Progetto Finalizzato Beni Culturali del CNR prosegue l'attività dell'unità operativa,
con indagini in Piemonte( Alba, Villa del Foro), Liguria( Monte Trabocchetto, Diano Marina, Pian
del Ciliegio) Calabria( Tropea). Sempre nell'ambito del progetto sono stati completati i due
"prodotti finali", consistenti nella Bibliografia Palinologica italiana (con CD Rom) ed in un manuale
di Tecniche di laboratorio, entrambi pubblicati dal CNR
Briologia
I. Risposte delle principali briofite delle torbiere ai principali parametri ecologici (Dr. Buffa)
Studio della correlazione fra parametri di importanza ecologica ed abbondanza delle specie di
briofite più importanti quantitativamente nella vegetazione delle zone umide. Le indagini hanno
risvolti applicativi per la possibile protezione, gestione, rigenerazione di questi ambienti, ritenuti
per parecchie tipologie di interesse prioritario ai sensi della direttiva comunitaria HABITAT.
II. Utilizzo di moss bags per valutazione di fenomeni di inquinamento locali (Dr. Buffa)
Valutazione dell’inquinamento atmosferico locale tramite briofite indigene e trapiantate utilizzate
come biomonitors. Miglioramento delle conoscenze ecologiche ed ecofisiologiche sulle specie
utilizzate, al fine di migliorare i possibili risultati di biomonitoraggio
Biologia Vegetale Applicata
I. Riconoscimento polline stimma in specie e cultivar di generi di interesse agrario e forestale
(Vitis, Corylus, Actinidia, Juglans) (Prof. Caramiello)
Sono state effettuate ricerche di tipo morfologico e chimico su polline e stimma di specie e cultivar
dei generi citati, individuando diverse fasi di recettività stimmatica, caratterizzate da modificazioni
morfologiche e di secrezione. Per ciò che concerne il polline si e valutata vitalità e germinabilità
27
II. Struttura e ultrastruttura di polline e stimma (stesse specie) (Prof. Caramiello)
Sono state condotte indagini al TEM sulla struttura di parete del granulo pollinico e sulla
localizzazione di sostanze di riconoscimento. Sono in corso studi sull utilizzazione delle sostanze di
riserva.Gli stimmi sono stati analizzati al SEM ed al MO, mentre non sono ancora stati allestiti i
campioni per il TEM.
FISIOLOGIA VEGETALE (BIO/04)
PROGRAMMI DI RICERCA
Fisiologia Vegetale
I.
Biochimica e Fisiologia del Metabolismo Primario (Prof. Maffei)
Viene studiata l'anatomia ultrastrutturale, la localizzazione immunocitochimica e alcune proprietà
enzimatiche dei principali enzimi coinvolti nel meccanismo fotosintetico C4 della specie Vetiveria
zizanioides.
II.
Biochimica, Fisiologia e Biologia Molecolare del Metabolismo Secondario (Prof. Maffei)
E' presa in considerazione la via biosintetica del mentofurano nel genere Mentha. I risultati ottenuti
hanno permesso la definizione della via biosintetica, il clonaggio e l'espressione eterologa in S.
cerevisiae e in E. coli del gene della mentofurano sintasi.
Si è inoltre studiata la via di assorbimento di zuccheri in Mentha spicata per la formazione del
composto principale carvone, tramite l'impiego di zuccheri marcati. I risultati hanno permesso di
individuare nel fruttosio lo zucchero maggiormente utilizzato per la sintesi di questo monoterpene
III.
Risposte delle piante agli stress abiotici (Prof. Maffei)
Colture cellulari di Vetiveria zizanioides sono state sottoposte a stress abiotico tramite l'utilizzo
della resina Amberlite XAD-4. I risultati hanno evidenziato un aumento dell'attività di alcuni
enzimi del metabolismo primario, qali le invertasi. Inoltre si sono valutate variazioni del potenziale
di membrane e di pH extracellulare.
Piante di cetriolo e di menta sono state sottoposte all'azione delle radiazioni UV-B. I risultati hanno
mostrato un chiaro effetto sulla morfogenesi e sul metabolismo secondario, valutato anche in
funzione dell'attivazione differenziata di geni.
Tramite l'uso di microscopia laser confocale si è dimostrato l'effetto del mentolo sulla liberazione
del calcio citosolico in radici di cetriolo.
L'effetto del mentolo e di altri monoterpeni è stato studiato sui potenziali di membrana di radici di
cetriolo. Mentre nelle radici di tabacco coltivato in vitro si è valtato l'effetto dell'acido 3,4diidrossibenzoico.
IV.
Risposte delle piante agli stress biotici (Prof. Maffei)
Continuia lo studio del micelio PGP-HSF nell'elicitazione della crescita di piante coltivate in vitro e
in vivo di Mentha piperita
V.
Elettrofisiologia (Prof. Maffei)
28
Lo studio dei potenziali di membrana è dedicato alla valutazione delle risposte delle foglie e delle
radici di piante di interesse agronomico all'applicazione di sostanze naturali.
VI.
Interazioni tritrofiche pianta-predatore-carnivoro (Prof. Maffei)
A seguito di un recente rapporto di collaborazione con il Max Planck Institute for Chemical
Ecology di Jena è iniziato un programma di ricerche volto ad individuare la via di trasduzione del
segnale nelle interazioni tritrofiche Spodoptera littoralis - Phaseolus lunatus - Cotesia
marginiventris. Sono studiate in particolare le variazioni del potenziale di membrane delle foglie di
fagiolo di Lima a seguito dell'applicazione di sostanze naturali prodotte dalla foglia stessa e da
quelle prodotte dalla larva erbivora.
VII. Allelopatia (interazione pianta-pianta) (Prof. Maffei)
L'allelopatia è lo studio dell'interazione fra pianta e pianta. Sono studiati gli effetti
dell'autointossicazione di composti naturali prodotti dal genere Mentha e delle loro interazioni con
altre specie. Lo studio è svolto tramite tecniche di elettrofisiologia, biochimica vegetale e biologia
molecolare.
VIII. Fisiologia delle piante in ambiente microgravitazionale (Prof. Maffei)
La colonizzazione di satelliti (Luna, Europa) e pianeti (Marte) pone il problema fondamentale del
trasporto di materiale vegetale vivente nello spazio. A tale fine, tramite un programma di ricerca in
corso di finanziamento con ESA (Ente Spaziale Europeo) ed ASI (Agenzia Spaziale Italiana)
vengono studiate strategie adattative delle piante in ambiente microgravitazionale e particolari
dispositivi ottici atti a velutare tempestivamente lo statod salute delle piante in ambienti controllati.
Biologia Molecolare delle Piante
1. Espressione differenziata di geni in risposta agli stress biotici (Prof. Maffei)
Tramite la tecnica definita DDRT-PCR sono studiate le risposte delle piante a stress abiotici quali
aggiunta di resine in colture cellulari o stress luminosi dovuti a radiazioni UV-A, UV-B e luce blu.
2. Espressione differenziata di geni in risposta agli stress abiotici (Prof. Maffei)
È studiata l'interazione del fungo PGP-HSF con le radici di Mentha
3. Analisi filogenetica del genere Mentha tramite RAPD-PCR (Prof. Maffei)
È stata condotta una prima analisi filogenetica del genere Mentha tramite la tecnica RAPD-PCR,
ulteriori indagini saranno svolte tramite ulteriori tecniche di biologia molecolare (con particolare
riferimento all'analisi del gene della limonene sintasi).
XII. Identificazione di geni strutturali e funzionali nelle simbiosi micorriziche (Dr.
Lanfranco)
L'interazione tra piante e funghi porta ad una modificazione dell'espressione genica nei due partners
e controlla la morfogenesi fungina. Questa linea di ricerca raggruppa indagini volte a identificare il
ruolo della chitinsintasi con tecniche di biologia cellulare e molecolare in Tuber, Gigaspora
margarita e Hymenoschiphus ericae
XIII. Functional genomics: Produzione e analisi di sequenze EST da funghi simbionti (Dr.
Lanfranco)
Le expressed sequence tags offrono un eccellente approccio per studiare il functional genome
quando un programma di sequenziamento totale non è facilmente affrontabile. Nel caso dei funghi
simbionti abbiamo ottenuto nel 2000 circa 200 EST da una cDNA library di micelio di Tuber. Le
29
sequenze sono state analizzate con la tecnica dei macro array in collaborazione con l'INRA di
Nancy e hanno portato ad alcuni significativi risultati sull'espressione differenziale di geni legati
allo sviluppo del fungo (Programma dell'assegnista dr Lacourt). Un simile approccio è iniziato per
il fungo Gigapsora margarita.
XIV. Identificazione ed espressione dei geni per le estensine in cocomero (Dr. Lanfranco)
I geni per l'estensina appartengono a una famiglia multigenica. Si è iniziata un'indagine in
collaborazione con il dr Cosgrove allo scopo di identificare la presenza di trascritti e di proteine in
radici di cocomero micorrizate
XV. Identificazione ed espressione di geni in batteri endosimbionti di funghi arbuscolari
(Dr. Lanfranco)
Una delle scoperte più significative del nostro gruppo è che alcuni ceppi di funghi micorrizici
contengono dei batteri che appaiono essere simbionti obbligati. La disponibilità di una libreria
genomica, costruita sul fungo, ci ha permesso di iniziare un'analisi funzionale sul genoma di tali
batteri. Abbiamo identificato dei trasportatori del fosfato, dei geni coinvolti nel processo di
colonizzazione e una parte cospicua dell'operone nif. adesione (progetti Europei IMPACT,
Genomyca)
XVI. Identificazione ed espressione di geni coinvolti nel trasporto del fosfato e del nitrato in
funghi arbuscolari (Dr. Lanfranco)
Si è iniziata un'analisi volta a identificare geni presenti nel genoma fungino di Gigaspora
margarita e Glomus mosseae, ma di interesse per la nutrizione minerale della pianta. A questo
scopo si sono costruite nuove librerie genomiche arricchite (Progetto europeo genomyca, in
collaborazione con i diversi partern).
30
2. PROSPETTO DEI FINANZIAMENTI RICEVUTI
DAL DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA VEGETALE
NEL TRIENNIO 1998/2000
FONTE DI
FINANZIAMENTO
Fondi di Ateneo (Ricerca)
Fondi di Ateneo (Altri
interventi)
Progetti nazionali
MURST
Contratti UE
C.N.R.
I.N.F.N.
I.N.F.M.
A.S.I.
Enti pubblici locali
Altri Ministeri
Enti privati
Fondazioni
Organismi pubblici esteri
Altri Enti di ricerca
nazionali
I.S.S.
TOTALE
CODICE
ANNO 1998
ANNO 1999
ANNO 2000
010
011
134.597.295
253.324.676
176.293.425
163.320.370
151.084.680
144.152.800
020
116.000.000
41.000.000
94.000.000
30.000.000
38.613.117
30.000.000
030
040
050
060
070
080
090
100
101
102
103
92.000.000
106.572.080
204.699.999
136.029.000
18.375.330
204.566.666
152.099.950
288.649.000
11.293.127
104
907.194.050
769.584.791
909.892.674
31
3. ELENCO DEI CONTRATTI DI RICERCA
ECONOMICAMENTE PIÙ SIGNIFICATIVI DEGLI
ULTIMI 3 ANNI
Ente contraente
Aquater
Asl 20
Titolo convenzione
Responsabile
scientifico
“STUDIO DEL DINAMISMO Dott. Buffa
DELLA VEGETAZIONE SU
AREE TEST LUNGO IL
TRACCIATO
DEL
METANODOTTO
PASSO
GRIES- MORTARA”
Prof.ssa Caramiello
I.
Rilevazione
Durata
Importo
3 anni
53.400.000
1 anno
8.000.000
Prof.ssa Caramiello
1 anno
21.083.333
Prof.ssa Colombo
1 anno
25.000.000
Prof. Montacchini,
Prof.ssa Dal Vesco,
Prof.ssa Siniscalco
3 anni
53.000.000
Prof. Scannerini
1 anno
30.000.000
Prof. Maffei
3 anni
29.000.000
Prof. ssa Caramiello
3 anni
240.000.000
Pollini
L’Ente di Gestione dei
Parchi e delle Riserve
naturali cuneesi
Filtrati Spa
Ipla
Marco Polo Eng. Srl
Martini e Rossi Spa
Città di Torino
“ANALISI
PALINOLOGICA
DEL
QUADRATO
PERMANENTE “SFAGNETO
DEL VALLONE CRAVINA” E
DEL
GHIACCIAIO
DELL’ABISSO
SCARASON
NELLA
CONCA
DELLE
CARSENE“.
“VALUTAZIONE MEDIANTE
ANALISI
GASCROMATOGRAFICA
DEL
POTENZIALE
ADSORBIMENTO
DI
PRODOTTI
VOLATILI
NATURALI SU MATERIALE
DESTINATO
AL
CONFEZIONAMENTO
DI
FILTRI
“VALUTAZIONE MEDIANTE
ANALISI
GASCROMATOGRAFICA
DEL
POTENZIALE
ADSORBIMENTO
DI
PRODOTTI
VOLATILI
NATURALI SU MATERIALE
DESTINATO
AL
CONFEZIONAMENTO
DI
FILTRI
ANALISI
DELLA
COMPONENTE FUNGINA DI
DUE PRODOTTI: ENZYVEBA
NUCLEO
BASE
1
E
ENZYVEBA NUCLEO BASE 2
“PROGETTO
DI
COLTIVAZIONE
E
PRODUZIONE DI CALAMO
AROMATICO
(ACORUS
CALAMUS)
DIPLOIDE
PRIVO DI -ASARONE
COLLABORAZIONE
32
Regione Piemonte
Arpa Piemonte
Soremartec - Ferrero
TECNICA E DI GESTIONE
RIFERITA
ALL’APERTURA
AL PUBBLICO E ALLA
PROMOZIONE DELL’ORTO
BOTANICO
BIOMONITORAGGIO DELLA Dott.ssa Piervittori
QUALITÀ
DELL’ARIA
TRAMITE LICHENI
“RETE
DI Dott.ssa Piervittori
BIOMONITORAGGIO DELLA
QUALITA’ DELL’ARIA IN
PIEMONTE
E
VALLE
D’AOSTA:
VALUTAZIONE
TRAMITE LA BIODIVERSITA’
DEI LICHENI EPIFITI ”
Progetto di ricerca e sviluppo
Prof. Maffei
sul miglioramento produttivo e
genetico della Menta
piemontese
(Mentha piperita nm
rubescens )
3 anni
282.500.000
2 anni
13.333.333
2 anni
80.000.000
qu
33
4. ATTIVITA’ DIDATTICA ANNO 1999 2000
Nella tabella seguente sono elencati gli insegnamenti coperti da docenti afferenti al Dipartimento
per titolarità diretta o in affidamento
Insegnamento
Biochimica Vegetale
Biologia Generale ed Applicata
modulo sistematica
Biologia Vegetale
Corso di Laurea o Scuola di
Specializzazione
D.U. Biologia
D.U. Agraria
Farmacia
Biologia vegetale applicata
Agraria
Biologia Vegetale Applicata
Scienze Biologiche
Biologia Vegetale Applicata
D.U. Biologia
Biotecnologie vegetali
Scienze Biologiche
Biotecnologie vegetali
D.U. Biologia
Biotecnologie vegetali
Biotecnologie Industriali
Botanica
Scienze Biologiche
Botanica
Scienze Naturali
Botanica
D.U. Interfacoltà di Scienze e
Turismo alpino
D.U. Biologia
Botanica
Botanica Farmaceutica
Farmacia
Botanica Farmaceutica
Diploma Universitario
Tecniche Erboristiche
Agraria
Botanica Forestale
Tipo
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
di
Indirizzo
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
di
indirizzo
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
Fondamentale
Teorico sperimentale
Fondamentale Teorico/Pratico
di indirizzo
Complementare
Teorico/Pratico
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
di
indirizzo
Complementare
Teorico/Sperimentale
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
Fondamentale Teorico-pratico
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
Fondamentale
Teorico / Sperimentale
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
34
Botanica II
Scienze Biologiche
Botanica sistematica
Scienze Biologiche
Botanica sistematica
Scienze Naturali
Botanica sistematica
Agraria
Ecologia Vegetale
Scienze Biologiche
Fisiologia Vegetale
Scienze Biologiche
Fisiologia Vegetale
Scienze Naturali
Fisiologia Vegetale
D.U. Biologia
Fitofarmacia
Farmacia
Geobotanica
Scienze Biologiche
Geobotanica
Scienze Naturali
Laboratorio di Biologia
Sperimentale II
Modulo Fisiologia Vegetale
Lichenologia
Metabolismo e Prodotti
Secondari delle Piante
Metabolismo e Prodotti
Secondari delle Piante
Micologia
Micologia
Morfologia e Fisiologia
Vegetale
Morfologia e Fisiologia
Vegetale
Paleobotanica
Scienze Biologiche
Scienze Naturali
Biotecnologie Agrarie
D.U. Biologia
Scienze Biologiche
D.U. Biologia
Biotecnologie
Indirizzo Industriale
Biotecnologie
Indirizzo Agrario Modulo I e II
Scienze Naturali
Caratterizzante
Indirizzo
MorfologicoFunzionale
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
Fondamentale
Teorico/ Sperimentale
Complementare
TeoricoSperimentale
Fondamentale
Teorico−Sperimentale
Fondamentale
Teorico−Sperimentale
di
indirizzo
Complementare
TeoricoSperimentale
Fondamentale
Teorico /Sperimentale
Complementare
Teorico/Sperimentale
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
di
indirizzo
Teorico/pratico
Complementare
TeoricoSperimentale
Fondamentale
Teorico/Sperimentale
Complementare
Teorico/Pratico
Fondamentale
Teorico−Sperimentale
Fondamentale
Teorico−Sperimentale
di
indirizzo
Fondamentale
TeoricoSperimentale
Fondamentale
TeoricoSperimentale
Fondamentale
35
Teorico/Sperimentale
indirizzo
di
Gli insegnamenti complementari proposti sono tali da fornire offerte formative che soddisfino le
esigenze professionali e teorico-pratiche nel campo generale della Biologia Vegetale, con
particolare riferimento agli interventi sull'ambiente, alle applicazioni biotecnologiche e alle
conoscenze di base sperimentali, in accordo con le esigenze del mercato del lavoro.
Dottorati di Ricerca
Il Dipartimento collabora con altri Dipartimenti dell'Università di Torino all'organizzazione dei
corsi e delle attività di ricerca per il conseguimento dei seguenti Dottorati di Ricerca:
Biologia e Biotecnologia dei Funghi
Il Dipartimento è sede amministrativa; Coordinatore prof.Scannerini, Collegio dei Docenti per il
2000: Bonfante, Filipello, Luppi
Fanno parte delDottorato anche i seguenti Dipartimenti:
I.
Dipartimento di Valorizzazione e protezione delle Risorse agroforestali, Facoltà di Agraria
II.
Dipartimento di Chimica Organica della facoltà di Scienze MFN
III.
POLITECNICO di Torino
Scienze Bio-Chimiche
Il Dipartimento non è sede amministrativa, fanno parte di tale dottorato oltre al Dipartimento di
Biologia Vegetale, Il Dipartimento di Biologia Animale (Sede) e altri Dipartimentoi dell’Ateneo di
Torino, Milano
fa parte del Collegio dei Docenti il Prof. M. Maffei
Difesa dell'ambiente ed organizzazione del territorio
Il dottorato è rivolto a laureati in Scienze forestali ed ambientali, Scienze naturali, Geologia e
Psicologia con lo scopo di fornire un'aggiornata conoscenza interdisciplinare delle problematiche e
delle metodologie inerenti i diversi indirizzi di ricerca collegati all'analisi, la prevenzione e la
percezione dei rischi naturali e dei dissesti per la difesa del suolo, dell'ambiente e delterritorio. Fa
parte del Collegio dei Docenti la Prof. Rosanna Caramiello.
36
5. Prospetto Riassuntivo della Produzione Scientifica del
Dipartimento
Periodo di Riferimento: dal 01/01/2000 al 31/12/2000
Tipo Produzione
Indici Quali Quantitativi
Totali
IF medio per articolo
Articoli su riviste Scientifiche ISI
Articoli su riviste non
ISI
26
1,615
Totali
31
67
Italia
40
Estero
27
10
Italia
5
Estero
5
5
Italia
4
Estero
1
Editors di Libri
2
Italia
1
Estero
1
Rapporti finali di Ricerca pubblicati
attraverso un Ente e disponibili al Pubblico
0
0
0
Brevetti
0
0
0
Conferenze ad Invito
14
Italia
9
Estero
5
Membri di "Editorial Boards" di Riviste ISI
2
Italia
4
Estero
1
Comunicazioni a congressi
Capitoli di Libri a carattere scientifico
Autori di Libri a carattere scientifico
Membri di Comitati Scientifici di Congressi
5
Assegni Cofinanziati
1
Borse di Studio
10
Dottorati di Ricerca in corso
Biol Biotec. Funghi /Scienze Bio Chimiche
4
Dottorati di Ricerca conseguiti
Biol Biotec. Funghi /Scienze Bio Chimiche
5
37
Tesi portate alla discussione
30
Negli allegati che seguono vengono riportati in modo analitico i dati riassunti nella tabella
precedente.
6. Allegati
I dati sono riferiti all’anno solare 2000
a) Pubblicazioni del Dipartimento di Biologia Vegetale. Articoli pubblicati su riviste scientifiche
ISI e non ISI (queste ultime sono individuate da IF nullo)
b) Pubblicazioni del Dipartimento di Biologia Vegetale. Capitoli di libri ed Editors
c) Comunicazioni a Congressi
d) Conferenze ad invito di afferenti al Dipartimento di Biologia Vegetale in Congressi e presso
Enti di Ricerca.
e) Membri di Comitati Scientifici di Congressi afferenti al Dipartimento di Biologia Vegetale
f) Membri di “Editorial Boards” di riviste scientifiche afferenti al Dipartimento di Biologia
Vegetale
g) Assegni Cofinanziati attivi presso il Dipartimento di Biologia Vegetale
h) Dottorati attivi presso il Dipartimento di Biologia Vegetale
i) Dottorati conseguiti presso il Dipartimento di Biologia Vegetale
j) Borse di Studio attive presso il Dipartimento di Biologia Vegetale
k) Tesi elaborate presso il Dipartimento di Biologia Vegetale
l) Ospiti stranieri
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