Progetto di Ricerca per Potenziare la Competitività di Orticole in Aree meridionali (P.R.O.M.)

Starting date
January 1, 2006
Duration (months)
36
Departments
Biotechnology
Managers or local contacts
Pandolfini Tiziana

Il miglioramento delle piante di interesse agrario è diretto principalmente all'aumento della produttività ed all'ottenimento di piante in grado di resistere a stress biotici ed abiotici. Obiettivo primario di queste ricerche è migliorare la risposta a questi fattori di stress biotici senza una significativa perdita di produttivà della pianta. Per quanto concerne la crescita e la produzione di biomassa delle piante, l'azoto è sicuramente uno dei principali fattori limitanti. I rizobi azoto-fissatori sono in grado di instaurare simbiosi con le piante leguminose inducendo in esse lo sviluppo di noduli. La fissazione simbiontica di azoto rappresenta quindi la principale fonte naturale di azoto utilizzabile da parte di queste piante.
Thimann propose che il fitormone auxina potesse avere un ruolo nello sviluppo del nodulo. I noduli radicali hanno un contenuto di fitormoni più alto del tessuto radicale non infettato ed alcune evidenze sperimentali indicano che citochinine e/o il trasporto di auxine influenzano lo sviluppo dei noduli. Anche i rizobi liberi nel terreno contengono fitormoni come citochinine e auxine.
E' stato sviluppato un metodo innovativo per migliorare la crescita e la produzione di biomassa delle piante attraverso l'introduzione in rizobio di due geni batterici codificanti per una diversa via di biosintesi dell'auxina (acido-3-indol-acetico - IAA).
La produttività delle piante è negativamente influenzata da attacchi da parte di patogeni, questo avviene sia per effetto diretto del danno conseguente alla malattia, sia per i trattamenti a cui la pianta viene sottoposta per debellare l'infezione.
Le piante hanno strategie sia costitutive che inducibili per contrastare l'attacco dei patogeni. I meccanismi di difesa inducibili possono essere elicitati in seguito all'infezione di un patogeno (resistenza sistemica acquisita, SAR) oppure ad opera di rizobatteri non patogeni promotori della crescita (resistenza sistemica indotta, ISR). Nella pratica agricola vengono utilizzate sostanze chimiche che agiscono da elicitori della SAR ed aumentano la resistenza ai patogeni. Tuttavia, queste pratiche determinano la diminuzione della produttività delle piante osservabile già in assenza di patogeni. Esistono evidenze sperimentali del coinvolgimento dell'auxina nel sistema di segnali che mediano la risposta sistemica indotta (ISR). Pertanto, l'uso di simbionti ad aumentata sintesi di auxina potrebbe portare ad un potenziamento della capacità di difesa senza però influenzare negativamente la crescita della pianta e la conseguente diminuzione della produttività.
Lo scopo della presente proposta di ricerca è il potenziamento dei meccanismi di difesa ai patogeni in piante leguminose senza influire negativamente sulla produttività.
Il primo obiettivo del progetto è quello di stabilire gli effetti biologici dell'auxina sintetizzata da rizobi iper-produttori sulla crescita e lo sviluppo del nodulo. Nei noduli contenenti batteri iperproduttori di auxina e nei noduli indotti da batteri wild-type verrà studiato il pattern di espressione di alcuni geni regolati da auxina o coinvolti nel metabolismo dell'auxina.
Altro obiettivo di questa proposta di ricerca è lo studio degli effetti di S. meliloti iper-produttore di auxina sulla crescita e sulla produzione di biomassa in piante di Medicago e di Phaseolus vulgaris. Questa parte della ricerca ha anche come obiettivo la valutazione dell'effetto dell'auxina in piante che presentano diversa tipologia dei noduli.
Verrà quindi valutata la risposta delle piante leguminose inoculate con i rizobi iper-produttori di auxina a microrganismi patogeni in collaborazione con l'ex Istituto Sperimentale per le Colture Industriali, Sezione di Battipaglia (Dott. M. Zaccardelli). Lo sviluppo dei sintomi causati dai patogeni e alcuni parametri molecolari di risposta della pianta verranno analizzati.Lo scopo della presente proposta di ricerca è il potenziamento dei meccanismi di difesa ai patogeni in piante leguminose senza influire negativamente sulla produttività.


Sponsors:

Ministero Politiche Agricole Alimentari e Forestali - MIPAF
Funds: assigned and managed by the department
Syllabus: MINISTERO - Ricerche finanziate su Fondi di altri Ministeri

Project participants

Massimo Crimi
Associate Professor
Tiziana Pandolfini
Associate Professor
Youry Pii
Angelo Spena
Research areas involved in the project
Plant Sciences

Activities

Research facilities