Biologia, fisiologia e biochimica delle piante

I Gruppi dell’Area svolgono la propria attività in diversi ambiti della biologia, fisiologia e biochimica di alghe e piante superiori (specie modello e di interesse agrario), sviluppando linee di ricerca di base ed applicata. Le ricerche vertono sullo studio a livello cellulare e molecolare dei meccanismi relativi: a) al metabolismo autotrofo e mixotrofo b) alla cattura e conversione dell'energia luminosa in biomassa e metaboliti di interesse c) all’assorbimento e assimilazione dei nutrienti in funzione della loro disponibilità e all'azione sugli apparati radicali di agenti esogeni naturalmente presenti alla rizosfera o di produzione (o origine) antropica quali biostimolanti e fertilizzanti innovativi d) alle interazioni simbiotiche tra piante leguminose e batteri azotofissatori e) al processo di sviluppo del frutto f) al ruolo biologico dei metaboliti secondari delle piante g) alla morte cellulare e vie di trasduzione del segnale h) resistenza agli stress biotici e abiotici
Roberto Bassi
Professore ordinario
Massimo Crimi
Professore associato
Luca Dall'Osto
Professore ordinario
Flavia Guzzo
Professore ordinario
Barbara Molesini
Professore associato
Tiziana Pandolfini
Professore associato
Giovanni Battista Tornielli
Professore di altro ateneo
Zeno Varanini
Professore ordinario
Anita Zamboni
Professore associato
Competenze
Argomento Persone Descrizione
Agriculture related to crop production, soil biology and cultivation, applied plant biology (vedi classificazione  ERC )
Bioenergetica della produttività primaria: fotosintesi e respirazione Roberto Bassi
La produttività primaria degli organismi autotrofi (Piante, alghe, muschi) dipende dalla fotosintesi attraverso cui la CO2 atmosferica viene fissata in biomassa con l'energia della luce assorbita. Mentre le pinate superiori sono organismi autotrofi obbligati, alghe e muschi sono mixotrofi e possono quindi sia crescere su sostanze organiche che usare l'energia della luce. La ricerca studia i meccanismi della fotosintesi, della respirazione e le loro sinergie.
Studio delle interazioni suolo-pianta Zeno Varanini
Anita Zamboni
Vengono svolte ricerche sulla fisiologia, biochimica e biologia molecolare della nutrizione minerale delle piante sia erbacee che arboree con particolare riferimento, per queste ultime, alla vite. Le problematiche affrontate sono quelle relative al sistema suolo-rizosfera-radice in relazione alla disponibilità di nutrienti ed all' azione di fattori esogeni (es. frazioni della sostanza organica umificata, e biostimolanti) sui meccanismi di assorbimento ionico. Si studiano inoltre le risposte fisiologiche a situazioni di fluttuazioni e stress nutrizionali anche per individuare eventuali meccanismi di adattamento e modificazioni metaboliche. Particolare attenzione è rivolta allo studio dei meccanismi biochimici e molecolari al plasmalemma radicale che attuano e regolano la nutrizione delle piante determinandone le capacità di approvvigionamento. Il laboratorio porta avanti anche studi sulla dotazione nutrizionale dei terreni e i fabbisogni delle colture ed è attivo nel campo dello sviluppo di fertilizzanti innovativi nell’ottica di una agricoltura sostenibile.
Biochemistry and molecular mechanisms of signal transduction (vedi classificazione  ERC )
Studio del ruolo biologico dei metaboliti secondari delle piante Flavia Guzzo
Le piante producono e accumulano una gran quantità di metaboliti chiamati "secondari" o "specializzati", probabilmente coinvolti nell'interazione della pianta con le componenti biotiche e abiotiche del proprio ambiente. Attraverso la modificazione, tipica di ciascuna specie, di un numero minore di strutture base, ciascuna specie accumula il suo specifico e caratteristico set di metaboliti secondari. Alcune classi di metaboliti secondari sono ubiquitari (anche se ciascuna specie presenta le sue proprie varianti strutturali, ottenute attraverso "decorazione" delle strutture di base) (ad esempio gli acidi idrossicinnamici, che sono anche coinvolti nella biosintesi della lignina, e i flavonoidi), altre invece sono specifiche di particolari famiglie, generi o specie (ad esempio gli alcaloidi delle solanacee e i glucosinolati delle brassicacee). Nonostante il grande numero di strutture, spesso accumulate in grande quantità nei tessuti vegetali, il preciso ruolo delle varie molecole non è ancora del tutto elucidato; in alcuni casi esso è del tuto sconosciuto. Questo argomento di competenza si occupa dello studio del ruolo biologico di alcuni metaboliti secondari, appartenenti alle classi dei fenilpropanoidi e degli alcaloidi nelle piante che li producono e accumulano.
Biology aderente allo standard  ISI
Laboratorio di Biologia e Biochimica Massimo Crimi
Role of lipids in apoptosis and in signalling pathways. Apoptosis is an active and tightly regulated form of cell death, which can also be considered a stress-induced process of cellular communication. Recent studies reveal that the lipid network within cells is involved in the regulation and propagation of death signalling. Despite the vast growth of our current knowledge on apoptosis, little is known of the specific role played by lipid molecules in the central event of apoptosis - the piercing of mitochondrial membranes. Our research focus on the earliest changes that physiological apoptosis induces in mitochondrial membranes to understand the role of mitochondrial lipids in apoptosis and discover new stress sensing mechanisms in cells. Another aspect that we are studying is the lipid signalling pathway in plants and the role played by Lipid Transfer Proteins (LTPs). Developmental changes requires a complex set of signals and lipid-derived molecules are now investigated as important metabolites. Lipid transfer proteins (LTPs) are a group of cystine-rich proteins named after their ability to bind and facilitate lipid transfer between membranes in vitro. Several studies have demonstrated that plant LTPs possess antimicrobial activity in vitro and are induced during pathogen infection, suggesting that these proteins can act in the protection against pathogens. LTPs seem to be implicated in the symbiotic association between rhizobia and leguminous plants as well. We are currently studying the role played by specific LTPs (like MtN5) in plant signalling pathways. Lipid derived molecules that can be recognised by LTPs will be investigated in the future to clarify the signal transduction pathway mediated by the members of this new class of LTPs, the Signaling LTPs.
Food sciences (vedi classificazione  ERC )
Metaboliti secondari delle piante: funzione biologica nell'uomo Flavia Guzzo
Le piante producono ed accumulano nei loro organi, compresi quelli eduli, una grande varietà e quantità di metaboliti secondari. Alcuni di essi hanno particolari proprietà quando consumati con l'alimentazione; ad esempio, molti fenilpropanoidi sono dei forti antiossidanti e quindi potrebbero esercitare la loro attività antiossidante nell'uomo. In questo argomento di competenza sono studiate: -le proprietà antiossidanti dei fenilpropanoidi dei frutti in vitro e in sistemi cellulari umani; -la biodisponibilità dei fenilpropanoidi e di altri metaboliti secondari dei frutti e dei vegetali in genere in sistemi cellulari umani e in vivo su modelli animali; -le proprietà antidepressive dei frutti, studiate su modelli animali e sull'uomo; -l'abilità dei vegetali eduli e dei loro metaboliti di inibire le MAO (Mono Amino Ossidasi) di tipo A, enzimi la cui inizìbizione è bersaglio della terapia farmacologica par la cura delle depressioni.
Molecular genetics, reverse genetics and RNAi (vedi classificazione  ERC )
Fotoprotezione Stefano Cazzaniga
Studio della risposta agli stress abiotici negli organismi fotosintetici ed in particolare dei meccanismi di fotoprotezione. Analisi dei meccanismi molecolari coinvolti nel quenching non-fotochimico dell’energia luminosa assorbita in eccesso. In particolare lo studio del ruolo delle diverse subunità dei complessi fotosintetici nei meccanismi di raccolta della luce e nella fotoprotezione. Studio, mediante genetica inversa, del pathway biosintetico dei carotenoidi e ruolo dei singoli pigmenti nella risposta agli stress ossidativi. Isolamento e caratterizzazione di mutanti alterarti nella distribuzione dei pigmenti e privi di specifici carotenoidi.
Meccanismi di acclimatazione all’eccesso di luce Luca Dall'Osto
Genetica inversa della via di biosintesi dei carotenoidi: (a) isolamento di linee mutanti di Arabidopsis con alterata composizione in xantofille e loro caratterizzazione; (b) effetti della mancanza di specifiche xantofille sulle strutture biologiche del cloroplasto, valutazione del rilascio di specie reattive dell'ossigeno (ROS), attività di detossificazione dei ROS, dissipazione dell’energia in eccesso attraverso la regolazione del quenching degli stati eccitati delle clorofille; (c) ruolo delle xantofille nel controllo della traduzione degli mRNA cloroplastici. Ruolo differenziale dei membri della famiglia LHC nella difesa del cloroplasto dallo stress fotossidativo: (a) pathways del trasferimento dell’ energia di eccitazione nelle proteine antenna e nei fotosistemi; (b) meccanismi molecolari del quenching non-fotochimico della fluorescenza; (c) organizzazione sopramolecolare dei complessi fotosintetici; (d) genetica inversa delle proteine antenna Lhcb in Arabidopsis con particolare riferimento al loro ruolo nella resistenza agli stress abiotici. Attivazione delle risposte molecolari per l’acclimatazione dei cloroplasti all’eccesso di luce: effetto dei ROS nella modulazione dell'espressione di geni bersaglio, determinante per la risposta cellulare al danno fotossidativo.
Studio delle basi molecolari sottese alla simbiosi e allo sviluppo del frutto Barbara Molesini
Tiziana Pandolfini
L'attività di ricerca è incentrata: 1) sulle risposte precoci messe in atto da piante leguminose in risposta all'infezione da parte di batteri N-fissatori (rizobi); 2) sulle prime fasi di sviluppo del frutto, ed in particolare sull'allegagione che rappresenta la fase di transizione da fiore a frutto. La ricerca ha scopi sia euristici, ovvero volti ad incrementare le conoscenze di base, sia applicativi, ovvero volti al miglioramento qualitativo e quantitativo della produzione in orticoltura.
Synthetic biology, chemical biology and new bio-engineering concepts (vedi classificazione  ERC )
Biofisica dei sistemi fotosintetici Roberto Bassi
La ricerca studia i meccanismi fondamentali dell'assorbimento della luce da parte dei sistemi fotosintetici ed la fotoprotezione delle strutture biologiche (cloroplasto) durante il processo. La ricerca coinvolge misure spettroscopiche risolte in tempo (micro s, femto s) che rivelano la formazione delle specie eccitate della clorofilla e dei carotenoidi, il loro decadimento e i processi foto-ossidativi ad essi associati. Vengono costruiti sistemi sintetici sperimentali in piante, alghe e muschi attraverso genome editing e transgenesi per rispondere a questioni sui processi fondamentali.
Transcriptomics (vedi classificazione  ERC )
Meccanismi fisiologici e molecolari dello sviluppo della bacca d'uva Giovanni Battista Tornielli
Studio dei meccanismi fisiologici e molecolari alla base delle modifiche legate allo sviluppo, alla maturazione e all'appassimento post-raccolta dell'uva.
Gruppi di ricerca
Nome Descrizione URL
Biologia e biochimica Responsabile: prof. Massimo Crimi – Referente sicurezza: Massimo Crimi
Biologia vegetale e metabolomica
Chimica agraria Responsabili: prof. Zeno Varanini, prof.ssa Anita Zamboni – Referenti sicurezza: Zeno Varanini, Anita Zamboni
Fisiologia e biotecnologie vegetali
Laboratorio di Fotosintesi Biochimica e fisiologia molecolare della fotosintesi
Progetti
Titolo Responsabili Fonte finanziamento Data inizio Durata (mesi) 
Molecular mechanisms underlying Joubert syndrome Daniele Guardavaccaro FONDAZIONE TELETHON 01/04/23 24
JP2019 - PantCellArtemisinin - Integrazioni di analisi trascrittomiche e metaboliche di colture cellulari di A. annua per lo sviluppo di strategie di ingegneria metabolica volte ad aumentare le rese di Artemisinina Mario Pezzotti Joint Project 2019 - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/01/21 36
JP2019 - Influenza di pratiche enologiche sull’aroma di vini prosecco, studio dell’utilizzo di enzimi durante la rifermentazione in autoclave Davide Slaghenaufi Joint Project 2019 - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/12/20 12
Produzione di vaniglia naturale da coltura cellulare di Vanilla Mauro Commisso Fondo Sociale Europeo e Regione Veneto 30/09/20 12
MI.DI.FEN.DO - Uso di MIcrorganismi nella DIfesa della vite contro la FlavEsceNza DOrata: sviluppo di una nuova tecnologia efficace e sostenibile Giacomo Zapparoli Regione Veneto - Programma Sviluppo Rurale - assegnato e gestito dal Dipartimento 19/04/19 36
Safe, Smart, Sustainable food for Health - 3S4H Gianni Zoccatelli Regione del Veneto 07/11/17 42
JP2016 - Effetti di nanoparticelle di fosfato ferrico di sintesi nel sistema suolo-pianta: verso un miglioramento dell'efficienza d'uso dei nutrienti nelle piante? Zeno Varanini Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/05/17 24
JP2016 - Isolamento e caratterizzazione di batteri lattici per la valorizzazione di produzioni locali di formaggi di capra in Lessinia (provincia di Verona, Regione Veneto, Italia) Giovanna Felis Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/04/17 36
JP2016 - Dinamiche della metilazione del DNA e loro contributo durante il processo di maturazione della bacca di vite. Silvia Dal Santo Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/03/17 2
JP2016 - Sviluppo di ceppi di microalghe mesofile per la coltivazione su larga scala in fotobioreattori chiusi o a cielo aperto. Roberto Bassi Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/03/17 24
JP2015 - Approcci analitici per l'autenticazione di uve e vini biologici Anita Zamboni Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/08/16 24
JP2015 - Innovazione per la produzione di grissini: il ruolo dei probiotici e della composizione del lievito madre. Giovanna Felis Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/02/16 24
JP2015 - Incapsulazione dell’acido alfa lipoico per la produzione di ingredienti funzionali ed integratori. Gianni Zoccatelli Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/01/16 36
JP2014 - Un approccio integrativo alla caratterizzazione alla risposta del bacco d'uva ad alterazioni del bilanciamento della sorgente Silvia Dal Santo Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/02/15 24
JP2014 - Per una resistenza ottimizzata di fragilIS Kluyveromyces Giovanna Felis Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/12/14 12
JP2014 - Produzione di alimenti funzionali a base di carne arricchiti con acidi grassi omega-3 micro e nano incapsulati Gianni Zoccatelli Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/11/14 24
Virus -induced lymphoid neoplasms Maria Romanelli A.I.R.C. Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro, Fondazione Cariverona 01/05/13 36
Influenza dei geni espressi da HTLV nella trasformazione e nel turnover delle cellule T e identificazione di nuovi bersagli terapeutici Maria Romanelli PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 01/01/11 36
Studio dei processi patogenetici indotti in cellule umane dalla oncoproteina Tax dei retrovirus leucemogeni umani HTLV-1 e HTLV-2 Umberto Bertazzoni Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca 22/09/08 24
Studio dell’infezione e delle strategie terapeutiche legate al virus T-linfotropico umano di tipo II (HTLV-II) in coorti italiane e dell’azione trasformante della proteina Tax di HTLV-II Umberto Bertazzoni Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca 30/01/06 24

Attività

Strutture

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