La disponibilità di genotipi innovativi con caratteri di adattabilità ai fattori di stress di natura biotica e abiotica è centrale per aumentare la sostenibilità ambientale dell’agricoltura moderna. Il progetto GENBACCA ha avuto come obiettivo la valutazione dell’efficacia di nuovi genotipi di due specie di importanza strategica per l’agroalimentare regionale, vite e pomodoro da industria, per mitigare in maniera permanente e sostenibile gli effetti indotti da stress biotico e abiotico. I principali risultati del progetto sono stati: - introduzione di nuove tecniche colturali sull’incidenza del marciume apicale e sugli aspetti qualitativi delle bacche di pomodoro; - valutazione dei cambiamenti metabolici nelle bacche e sviluppo di un set di marcatori molecolari per il breeding del pomodoro; - validazione di portainnesti di vite tolleranti la siccità e il calcare; - valutazione delle resistenze a patogeni fungini e del comportamento vegeto-produttivo di ibridi di vite.
Logo del progetto POR-FESR GENBACCA
Nell’ambito del progetto GENBACCA, metodologie omiche sono state utilizzate per validare genotipi innovativi. La metabolomica valuta rapidamente i cambiamenti a livello dell’intero set di metaboliti primari e / o secondari, in risposta a particolari eventi di stress o a pratiche colturali, come trattamenti con particolari sostanze o microorganismi del suolo. L’analisi dei cambiamenti metabolici è estremamente importante perché permette di evidenziare i composti prodotti dalle piante in risposta ad uno stimolo esterno e l’influenza che questi stimoli possono avere sulla qualità del prodotto finale. Il cento BioDNA possiede una piattaforma Q-TOF LC/MS per analisi metabolomiche ad alta processività.
Nell’ambito del progetto GENBACCA il laboratorio BioDNA ha validato l’applicazione dei seguenti prodotti e servizi innovativi:
- applicazione e validazione delle analisi metabolomiche in pomodoro da industria per valutare gli effetti sulla qualità delle bacche in conseguenza al trattamento con microorganismi del suolo (funghi micorrizici e consorzi batterici);
- applicazione e validazione delle analisi metabolomiche in vite per valutare gli effetti dello stress idrico sulla composizione metabolica della bacca;
- applicazione e validazione delle analisi metabolomiche in vite per valutare gli effetti dello stress idrico sulla composizione metabolica della foglia, come risultato finale dei meccanismi messi in atto dalla pianta per contrastare l’evento di stress.
La piattaforma di analisi metabolomica consente la validazione di genotipi innovativi, per verificare i cambiamenti metabolici complessivi nelle bacche di pomodoro e uva da vino in seguito a pratiche agronomiche e stress di natura abiotica. La piattaforma può essere utilizzata in tutto il settore agroalimentare e permette di offrire alle aziende un servizio dedicato di analisi di genotipi e di selezione molecolare in tempi rapidi e a costi contenuti. Le analisi metabolomiche possono trovare ampia applicazione al settore della tracciabilità delle produzioni agroalimentari.
La piattaforma metabolomica è utilizzabile in tutto il settore agroalimentare, nella ricerca di base, a supporto del breeding per la costituzione di nuove varietà, per la tracciabilità delle produzioni agroalimentari di qualità, per la caratterizzazione di collezioni di materiali vegetali e animali, per la valutazione degli effetti di stress, legati ai cambiamenti climatici, su specie vegetali e animali di interesse agrario. Su richiesta, il laboratorio è in grado di applicare l’analisi metabolomica su più specie di interesse vegetali da enti pubblici e da privati.
Piattaforma Q-TOF LC/MS per analisi metabolomiche ad alta processività
Portainnesti e stress idrico in vite: diagnostica metabolomica
Le analisi metabolomiche sono state applicate, nell’ambito del progetto GENBACCA, nel corso del confronto tra due portainnesti caratterizzati da tolleranza (M4) e suscettibilità (SO4) allo stress idrico. L’esperimento si inserisce nella fase di validazione del portainnesto M4 come portainnesto resistente alla siccità da utilizzare per ampliare il set di portainnesti attualmente utilizzati ed incrementare la sostenibilità ambientale della viticoltura. Sono state considerate 12 piante di Sangiovese delle quali 6 innestate su SO4 e 6 su M4. Delle 6 piante innestate su M4, 3 sono state mantenute idratate e 3 sono state sottoposte a stress idrico. Lo stesso per le 6 piante innestate su SO4. Dalle piante sono stati effettuati campionamenti di foglie e acini, in 4 tempi differenti (prima, durante e dopo lo stress), nell’arco di 3 settimane. Le analisi metabolomiche hanno permesso di evidenziare la presenza di metaboliti differenziali in grado di distinguere le piante di Sangiovese non solo in base al portainnesto ma anche in base allo stress idrico.
BioDNA
AMPELOS ITALIA
Consorzio Italiano Vivaisti Viticoli
VIVAI VECCHI di Vecchi Manuela
Le analisi metabolomiche hanno mostrato che i differenti portainnesti influenzano la composizione metabolica di una stessa varietà per adattarsi, o in risposta, a condizioni ambientali mutevoli. L'applicazione potrà essere valorizzata attraverso la ricerca di nuovi partners aziendali nel settore vivaistico per promuovere la diffusione dei portainnesti con caratteristiche di resistenza a stress.
Risultato della caratterizzazione metabolomica di bacche di uva da vino, varietà Sangiovese, in funzione del portainnesto (M4 e SO4) e dello stress idrico