Dipartimento di Biotecnologie Agrarie - Piano Ricerche anno 2010

PIANO ANNUALE DELLE RICERCHE PER L'ANNO 2010

• Biodiversità, ecologia molecolare, tipizzazione, selezione e coltivazione di microrganismi di interesse forestale, agro-alimentare, ambientale e biotecnologico

In relazione alla qualità del suolo con particolare riferimento ai trattamenti con compost
In relazione alla qualità degli alimenti, inclusi gli alimenti probiotici
In relazione alla shelf-life degli alimenti
In relazione alla tracciabilità di filiera nel settore agroalimentare
In relazione alla qualità, shelf-life e sicurezza per il consumatore dei prodotti ittici
Per lo studio dei rapporti tra piante e microrganismi a livello rizosferico
Per lo studio dell'impatto di specifiche attività antropiche sull'attività e diversità delle comunità microbiche
Per lo studio dello sviluppo di biofilm fototrofi in ambienti di varia natura
Per lo sviluppo di metodiche molecolari di identificazione rapida di lieviti e batteri
Per la caratterizzazione e selezione di lieviti e batteri per impiego come colture starter nella produzione di alimenti fermentati
Per la produzione di biopolimeri di interesse biotecnologico (microrganismi fotosintetici)
Per la produzione fotobiologica dell'idrogeno (microrganismi fotosintetici)
Per il biorisanamento di ambienti inquinati (microrganismi fotosintetici)
Per la salvaguardia della tipicità dei vini (lieviti e di batteri malolattici)
Per la produzione di molecole bioattive per impieghi nei settori agro-industriale e farmaceutico (microrganismi fotosintetici)
Come fonte di coloranti naturali per alimenti e tessuti
Come fonte di pigmenti per pesci ornamentali e di probiotici
Come fonte di biocombustibili (biodiesel)
Per il monitoraggio dell'evoluzione e distribuzione delle popolazioni di fitopatogeni fungini e batterici, a fini epidemiologici
Per la produzione di molecole bioattive da impiegarsi in interventi di lotta biologica verso microrganismi patogeni di piante agrarie e forestali
Per la produzione/purificazione di molecole di Trichoderma spp. ad attività antimicrobica e la comprensione del loro meccanismo d'azione.
Per la produzione di biomasse per impiego in acquacoltura (microalghe marine)
Per Come fonte alternativa di acidi grassi polinsaturi (microalghe marine)
Per la produzione in vitro di spore e strutture sporigene di agenti di ruggine atte a definire ontogenesi, variabilità, patogenicità ed impiego nell'analisi dell'interazione con l'ospite
Per lo sviluppo di metodiche molecolari di identificazione(diagnosi precoce) di Batteri e di funghi fitopatogeni
Per l'analisi dell'ontogenesi delle diverse fasi sporigene in colture axeniche di Cronartium flaccidum e valutazione dell'esistenza di meccanismi interni di timing systems
Per la messa a punto di substrati sintetici e semi-sintetici per lo studio del metabolismo in agenti di ruggine
Analisi ultrastrutturale dell'interfaccia pianta-microbo nell'interazione fra l'agente di ruggine Cronartium flaccidum e specie ospiti e non-ospiti
Per la decolorazione/degradazione di reflui di interesse industriale da parte di
microrganismi associati alle piante
Per la produzione biotecnologica di enzimi fungini ricombinanti attivi nella decolorazione/degradazione di coloranti tessili

• Studi dei meccanismi di resistenza batterica al cromo esavalente

Individuazione dei geni coinvolti nella resistenza al cromo esavalente
Sviluppo di sistemi biologici utili al biorisanamento di suoli e acque contaminate da cromo esavalente

• Applicazione dell'approccio innovativo definito Phonotype MicroArray-Biolog

Caratterizzazione di ceppi da utilizzare in processi biotecnologici-
Caratterizzazione di mutanti batterici che hanno acquisito o hanno perso la capacità di resistere ad uno specifico fattore di stress
Caratterizzazione fenomica di lieviti e di microrganismi GRAS (Generally Recognized as Safe)

• Progettazione e realizzazione di fotobioreattori pilota

• Processi e metodi innovativi per la qualità e la produzione degli alimenti e del vino:

Impiego dell'elettrochimica nella fermentazione di mosti da uve bianche e rosse
Caratterizzazione e utilizzazione di lieviti e batteri lattici per il rilascio, durante la fermentazione, di macromolecole (polisaccaridi ed enzimi idrolitici) in grado di contribuire alla modificazione del gusto e dell'aroma dei vini
Studio dell'interazione lieviti/batteri lattici per ottimizzare il momento di induzione della fermentazione malolattica dei vini
Studio della influenza delle variabili di processo per il miglioramento delle produzioni di Vin Santo
Miglioramento della qualità dei vini mediante l'impiego di inoculi misti di lieviti vinari
Modifica del quadro aromatico di vini spumanti mediante impiego combinato di lieviti vinari
Modellazione matematica dei fenomeni biologici, chimici e fisici che avvengono nei processi di conservazione e trasformazione dei prodotti alimentari: il caso del prodotto olio extra vergine di oliva e il caso del prodotto vino rosso
Studio e modellazione della shelf-life dei prodotti alimentari
Tecniche innovative nella produzione di olio extra vergine di oliva
Identificazione di marker chimici correlati al profilo qualitativo degli alimenti
Strategie innovative nella produzione dell'olio d'oliva
Messa punto ed ottimizzazione della produzione di spremute d'arancia fresche
Studio ed ottimizzazione della conservazione di prodotti orticoli della iv gamma
Studio di relazione fra caratteristiche strutturali e proprietà sensoriali di fenoli di interesse enologico
Definizione dei profili descrittivi dei prodotti e studio di relazioni tra dati chimici e sensoriali
Analisi dei fattori sensoriali e psicologici capaci di influenzare le preferenze dei consumatori per i prodotti alimentari
Sviluppo di metodi per lo studio della percezione al consumo delle proprietà aromatiche dei prodotti alimentari. Il ruolo dell'abilità olfattiva, dei fattori cognitivi e di quelli psicologici nella capacità degli individui di discriminare tra più prodotti
Il controllo del potenziale redox del vino attraverso la somministrazione di microcorrenti
L'effetto della somministrazione di microcorrenti sulle reazioni di strutturazione del patrimonio fenolico dei vini rossi

• Studio delle prestazioni sensoriali dei prodotti alimentari

Variazioni fisiologiche individuali e preferenza verso prodotti ad elevato tenore fenolico
Descrizione del profilo percepito di prodotti a connotazione territoriale come strumento di valorizzazione delle filiere di produzione a catena corta
Studio dell'evoluzione temporale dei fenomeni percettivi indotti da stimoli complessi
Valutazione dell'impatto di dolcificanti di nuova formulazione sull'evoluzione temporale profilo sensoriale del caffè
Valutazione dell' effetto delle proprietà sensoriali di oli d'oliva extravergini di eccellenza sull'evoluzione temporale del profilo percepito e sull'accettabilità di prodotti a diversa composizione.

• Valutazione delle risposte a stress biotici ed abiotici, epidemiologia e sviluppo di sistemi innovativi di lotta contro le malattie

Produzione di metaboliti biologicamente attivi (tossine, fitormoni, enzimi pectinolitici) da parte di pseudomonadi fitopatogene e ruolo nella interazione pianta-patogeno
Determinazione di marcatori biochimici e molecolari coinvolti nell'interazione pianta-patogeno e utilizzabili per l'approntamento di metodi innovativi di diagnosi e di lotta
Comprensione del ruolo dei sistemi di secrezione dei batteri fitopatogeni nell'interazione l'ospite.
Comprensione del Quorum Sensing nei batteri fitopatogeni e relative applicazioni biotecnologiche nella lotta alle malattie delle piante da questi causate
Determinazione delle relazioni tra stress idrico/stress nutrizionale e comportamento di microrganismi patogeni coinvolti nel deperimento dei soprassuoli quercini e delle pinete
Studio dei meccanismi di sintesi e di accumulo delle deidrine in piante di quercia, come forma di risposta agli stress biotici e alle infezioni da microrganismi patogeni
Eziologia della tubercolosi del Pino d'Aleppo
Parametri fisiologici e tecniche molecolari per l'individuazione precoce di stati di stress abiotico e di indezioni da patogeni in specie arboree
Dinamica a lungo termine degli ecosistemi di quercia. Valutazione del ruolo dei patogeni radicali e delle limitazioni ambientali come fattori interagenti nel declino
Studio della rogna dell'olivo: crescita frattale, risposta adattiva a stress ambientali, diagnosi molecolare, genotipi resistenti, interazione dell'agente causale con microrganismi della fillosfera
Studio del mal dell'esca della vite: eziologia, risposte di difesa, diagnosi molecolare, lotta con mezzi biologici
Impiego di micoparassiti nel controllo biologico di patogeni biotrofi
Valutazione dei meccanismi di azione del cladosporolo, inibitore della biosintesi dei β-1,3-glucani, e dei metaboliti correlati (cladosporoli B,C,D,E) verso funghi fitopatogeni
Biologia ed ecologia di Phomopsis alnea , agente di necrosi della corteccia dell'ontano
Biologia ed ecologia di Botryosphaeria dothidea, agente di necrosi corticale di specie forestali
Studio dell'ecologia e dell'evoluzione di mycovirus infettanti Heterobasiodion spp.
Epidemiologia di Heterobasidion annosum nei popolamenti forestali italiani
Interazioni funghi- insetti ( Scolitidae-Ophiostomatales) su conifere
Epidemiologia di Phytophthora e diagnostica molecolare in vivaio e ambienti forestali
Applicazioni di remote sensing e GIS nei monitoraggi fitopatologici in campo forestale
Valutazione dell'attività antagonistica in campo del micoparassita Cladosporium tenuissimum verso gli agenti di oidio dello zucchino (Erysiphe cichoracearum) e della salvia (Oidium erysiphoides)
Bio-ecologia e ruolo patogenetico di Phytophthora spp. in popolamenti di latifoglie arboree
Studi sul ruolo patogenetico di proteine prodotte da Ascomiceti patogeni di piante di interesse agrario, forestale e ambientale, quali la cerato-ulmina (CU), la cerato-platanina (CP), la cerato-populina (Pop1) e di loro omologhi strutturali".

• Dinamica delle popolazioni e riflessi applicativi e gestionali

Monitoraggio dello stato sanitario dei boschi della Toscana
Identificazione di genotipi indigeni ecofisiologicamente adattati di Milicia excelsa per la produzione sostenibile del legno nei tropici
Monitoraggio dello stato sanitario dei parchi lombardi
Studio ed analisi degli effetti del riscaldamento globale del Pianeta sull'interazione pianta-endofita fungino

• Interazioni pianta - fitofago e altri organismi: studio della biologia, etologia e dinamica di popolazione delle specie più diffuse e dannose.

Osservazioni sulla biologia e sul comportamento degli insetti fitofagi in impianti di latifoglie di pregio e valutazione dei danni prodotti e nel deperimento delle formazioni arboree in Italia centrale. Messa a punto di tecniche di monitoraggio su fitofagi di interesse urbano.
Ricerche sui sistemi di verde multifunzionale in ambito nazionale
I coleotteri scolitidi del genere Tomicus nel quadro del deperimento delle pinete italiane
Studio delle associazioni insetti fitofagi - microrganismi fitopatogeni in sistemi naturali e antropizzati
Indagini sulla persistenza di Bacillus thuringiensis in natura.
Monitoraggio e controllo del cinipide del castagno in Toscana.
Avversità biotiche della fruttificazione del pino domestico: rilievi sulla diffusione, sui danni e definizione di razionali strategie gestionali
Individuazione, caratterizzazione e dinamica di popolazione di microrganismi associati alle mosche della frutta (Bactrocera oleae, Ceratitis capitata)
Studio dei semiochimici coinvolti nel fenomeno di aggregazione del coccinellide Ceratomegilla undecimnotata
Studi morfologici, tassonomici e filogenetici sui Ditteri Tefritidi e Pipunculidi.
Allevamento di un ceppo di Bactrocera oleae su dieta artificiale, messa a punto di diete probiotiche
Interruzione della batteriosimbiosi in B. oleae con sostanze ad attività battericida

• Definizione di programmi di lotta biologica e integrata contro artropodi dannosi alle piante e agli animali omeotermi

Tecniche di monitoraggio dei defogliatori delle querce e definizioni delle iniziative di intervento.
Messa a punto di una rete di monitoraggio fitosanitario dei boschi della Toscana.
Indagini sul ruolo svolto da sostanze terpeniche prodotte dai pini nel controllo delle infestazioni della Processionaria e degli scolitidi.
Influenza delle sostanze terpeniche sul comportamento dei parassitoidi oofagi della Processionaria del pino.
Individuazione, caratterizzazione e valutazione dell'attività di volatili prodotti da microrganismi associati alle mosche della frutta per del loro impiego nel controllo integrato delle specie dannose.
Strategie innovative di lotta alla mosca delle olive basate sull'interruzione della batteriosimbiosi e valutazione di prodotti non tossici ad azione battericida.
Applicazione della tecnica del maschio sterile (SIT) per il controllo di Ceratitis capitata in agroecosistemi della Toscana.
Studio e messa a punto di modelli fenologici per il controllo integrato di insetti dannosi; analisi dei dati mediante tecniche di spazializzazione.
Dinamica di popolazione dei ditteri culicidi in ambiente urbano: studio della relazione tra temperatura e sviluppo in Culex pipiens; messa a punto di soglie per la pianificazione di interventi larvicidi; distribuzione spaziale di Aedes albopictus.

• Basi biologiche, molecolari e genetiche di processi di interesse biotecnologico ed applicativo

Identificazione e caratterizzazione in popolazioni naturali di pino d'aleppo di marcatori SNPs in geni candidati
Analisi funzionale di geni candidati per lo sviluppo di marcatori dello stato di stress in specie arboree (pioppo e pino)
Studio della biosintesi dei fitosteroli tramite biotecnologie cellulari
Metodi statistici e numerici per l'analisi di polimorfismi molecolari complessi
Identificazione varietale in pioppo e palma da dattero tramite marcatori molecolari e relative tecniche di fingerprinting
Effettori proteici di patogenicità/virulenza e loro sistemi di trasporto nei batteri fitopatogeni
Valutazione delle relazioni molecolari tra fitofago, pianta e altri organismi
Studio del mating system e del processo di dicariotizzazione in colture axeniche derivate da cloni aploidi di agenti di ruggine
Utilizzazione di proteine fungine, o di loro peptidi derivati, nell'indurre in piante resistenza a patogeni

• Sviluppo di metodologie bioinformatiche, biofisiche e spettroscopiche per lo studio e la caratterizzazione di macromolecole biologiche di interesse agroalimentare

Determinazione della struttura tridimensionale di macromolecole biologiche (NMR)
Messa a punto di protocolli di analisi del folding mediante high throughput screening; sperimentazione e validazione di metodi in silico di previsione del folding
Metodi statistici ed algoritmi per l'analisi di decadimenti multiesponenziali da NMRD.
Individuazione e validazione di predittori della stabilità di gel e colloidi mediante analisi NMRD
Valutazione della degradazione di matrici lipidiche mediante metodi NMRD.

• Botanica ambientale ed ecologia

Monitoraggio di lungo periodo delle condizioni degli ecosistemi forestali
Impatto degli inquinanti atmosferici su specie legnose
Valutazione dello stress in specie legnose per mezzo dell'analisi della fluorescenza della clorofilla
Adattamento e acclimatazione di piante legnose nei confronti dei cambiamenti climatici
Ecologia delle Mangrovie
Flora, vegetazione, conservazione della natura: problematiche legate alla diffusione di piante esotiche invasive
Dinamica evolutiva dell'adattamento ai suoli ultramafici e del Ni-iperaccumulo e sistematica di vari gruppi di metallofite (Boraginaceae e Brassicaceae)
Analisi e conservazione della diversità floristica e vegetazionale di aree e habitats di particolare interesse ecologico-ambientale
Biomonitoraggio in ambiente urbano ed extraurbano
Conservazione di Cistus laurifolius L.
Vegetazione dei parchi storici e verde urbano (composizione e recupero)
Condizioni di stress negli alberi in ambiente urbano

• Biodiversità, etnobotanica e botanica sistematica

Biosistematica del genere Quercus
Etnobotanica in ambito italiano e tropicale
Sistematica e nomenclatura: studi biosistematici su Oxalis pes-caprae; tipificazioni di nomi di entità critiche del gen. Festuca
Indagini etnobotaniche: indagini sugli usi tradizionali delle piante dell'area della Montagna pistoiese e parco dei laghi Suviana e Brasimone e in altre zone italiane; indagini sulle conoscenze tradizionali su piante e ambienti in aree extraeuropee; indagini sugli usi tradizionali delle piante in comunità di migranti residenti in Italia; allestimento e sperimentazione di idonei strumenti per la raccolta, archiviazione, gestione ed elaborazione dei dati etnobotanici
Ricerche sulla Flora dell'Oman ed in particolare sulla biologia e conservazione dell'albero dell'incenso (Boswellia sacra)

• Botanica applicata, studi genetico-molecolari e sviluppo delle piante

Tossicità a livello cellulare e genomico del cloruro di sodio
Processi morfogenetici di piante in vivo e in vitro
Studi su problemi dell'evoluzione delle piante
Caratterizzazione genetica di specie e varietà commerciali di Gypsophila
Costituzione di nuove varietà commerciali di Gypsophila
Filogenesi molecolare e biologia della conservazione in gruppi critici di angiosperme
Flussi genici e variabilità intraspecifica nel genere Quercus
Ricerche interdisciplinari di botanica applicata ai beni culturali: studi di fitoiconologia (identificazione di piante in opere artistiche); indagini sulle presenze vegetali in opere letterarie

• Metabolismo lipidico e nutraceutica

Studi sulle cinetiche di fermentazione in vitro.
Studi sul metabolismo lipidico ruminale
Nuove metodologie analitiche per la determinazione della componente lipidica del grasso del latte e del formaggio
Studi di tracciabilità sui prodotti di origine animale.
Molecole bioattive a carattere nutraceutico negli alimenti di origine animale e relative modificazioni nella lavorazione e nella stagionatura.
Tecniche di alimentazione per l'arricchimento in molecole bioattive a carattere nutraceutico del latte, del formaggio e della carne.
Studi di nutrigenomica finalizzati alla comprensione dei meccanismi che regolano la produzione di acidi grassi a carattere nutraceutico nei bovini e negli ovini da latte.

• Salvaguardia e valorizzazione del germoplasma animale

Riconoscimento, salvaguardia e valorizzazione della razza Mugellese
Trasferimento della conoscenza relativa alla biodiversità della specie suina
Il pascolamento come strumento di tutela e salvaguardia della biodiversità.
Il recupero della produzione del latte nella razza Appenninica
Parametri riproduttivi ed attitudine materna della razza Maremmana
Performance di vitelloni Maremmani allevati con metodo biologico
Caratterizzazione e recupero produttivo di razze equine ed asinine
Recupero, caratterizzazione morfofunzionale e genetica, valorizzazione delle produzioni della pecora dell'Amiata e delle crete senesi
Caratterizzazione morfofunzionale e valorizzazione delle produzioni della pecora Pomarancina
Recupero, caratterizzazione morfofunzionale e genetica, valorizzazione delle produzioni del suino Macchiaiolo maremmano
Caratterizzazione morfofunzionale del Cavallino di Monterufoli
Recupero e caratterizzazione morfofunzionale e genetica del cavallo Maremmano Tradizionale
Valorizzazione del germoplasma animale autoctono domestico della provincia di Grosseto
Ottimizzazione della filiera "lana" in Toscana
Variabilità genetica di popolazioni bovine toscane mediante marcatori STR
Analisi di pedigree nelle razze suine autoctone
Struttura di popolazione e distanze genetiche di popolazioni equine
Caratterizzazione genetica e recupero produttivo di razze autoctone domestiche animali in via di estinzione

• Tracciabilità e caratterizzazione degli alimenti di origine animale

Valorizzazione del prosciutto del Casentino tramite prove di incrocio
Caratterizzazione e rintracciabilità di salumi di suini Cinta Senese ingrassati in bosco dopo crescita moderata
Tracciabilità e qualità dei prodotti freschi e trasformati di suini di razza Iberico e Cinta Senese
Caratterizzazione del Prosciutto Toscano DOP in funzione della composizione aromatica e della durata della stagionatura
Tracciabilità dei pecorini del "Consorzio Montagne e Valli di Pistoia"
Tracciabilità dei prodotti zootecnici sulla base dell'origine genetica

• Allevamento animale estensivo e sostenibilità

Studio sul pascolamento di capre Cashmere come strumento per la gestione sostenibile e la valorizzazione delle aree marginali
Identificazione di specie e sesso da campioni di feci di ungulati selvatici attraverso tecniche di genetica molecolare
Cambiamenti climatici e ottimizzazione delle strategie di produzione zootecnica
Attività venatoria, conservazione di tipi genetici di interesse faunistico e ricadute sull'ecoturismo
Ottimizzazione dei metodi di censimento delle "specie di indirizzo" nelle aziende faunistico-venatorie
Monitoraggio allevamenti e produzioni bovine di razza Maremmana

• Itticoltura e pesca

Variabilità genetica di specie ittiche di acqua dolce mediante marcatori ISSR
Caratteristiche di accrescimento e di qualità di ombrina boccadoro (Argyrosomus regius)
Riproduzione artificiale del mollusco gasteropode Haliotis tubercolata e definizione di alcuni parametri di allevamento finalizzati all'ingrasso.
Caratteristiche e shelf life di ostrica concava (Crassostrea gigas)
Molluschicoltura in Toscana
Salvaguardia e la valorizzazione di specie ittiche autoctone di acqua dolce
Valutazione dell'impatto della pesca professionale sulle acque salmastre.
Stress alla morte e conservabilità del prodotto dell'acquacoltura biologica
Impiego di fonti proteiche vegetali in sostituzione parziale delle farine di pesce ed effetti sulla qualità del prodotto ittico.