CRA - GPG - Centro di ricerca per la genomica e la postgenomica animale e vegetale

Direttore – Luigi Cattivelli

Storia:Il 19 settembre 1942, l’Istituto Nazionale di Genetica per la Cerealicoltura istituiva la Stazione Fitotecnica Piacentina con sede in Gariga di Podenzano, successivamente nel 1958 l’attività veniva trasferita a Fiorenzuola d’Arda presso l’azienda “Cerè”. Fino alla fine degli anni ’60 presso la Stazione Fitotecnica venivano costituite e messe a coltura varietà di pomodoro per l’industria conserviera. A seguito della Legge 1318/68, la Stazione Fitotecnica veniva trasformata in “Sezione Operativa Periferica di Fiorenzuola d’Arda dell’Istituto Sperimentale per la Cerealicoltura di Roma”. Dal 1967 al 1972 l’attività sperimentale è consistita principalmente nella valutazione agronomica di linee e varietà di frumento, e nella conservazione in purezza dei frumenti della serie “F”, ereditati dall’ex Istituto di Allevamento Vegetale di Bologna. Successivamente alla Sezione veniva assegnato il compito di sviluppare un programma di miglioramento genetico dell’orzo, e di intensificare l’attività sperimentale sui diversi cereali. Alla metà degli anni ’80 si costituisce la prima varietà di orzo di grande successo (Arda), grazie alla quale la Sezione raggiunge un primo importante risultato. Dopo l’inaugurazione della nuova sede (1990), l’attività di ricerca si amplia dal miglioramento genetico di orzo, avena e triticale allo studio del malto e degli alimenti funzionali, all’analisi del genoma di cereali ed altre specie. Nel 2007, a seguito del piano di razionalizzazione delle strutture di ricerca del CRA, la Sezione è trasformata in “Centro di ricerca per la genomica e la postgenomica animale e vegetale”. Missione:Il Centro ha competenze nei settori della genomica avanzata, bioinformatica, proteomica e metabolomica vegetale e animale finalizzate ad un ampliamento delle conoscenze sulla struttura e sulla funzione dei geni e dei loro prodotti, all’applicazione della biologia molecolare e cellulare al miglioramento genetico, al miglioramento della sicurezza alimentare, della qualità dei prodotti, della tracciabilità dei processi produttivi e del benessere animale. La programmazione del Centro tiene conto anche delle esigenze degli altri Centri ed Unità dell”Ente, in modo da fornire il supporto di conoscenze, metodi e tecnologie necessari per l’integrazione della genomica nei programmi di miglioramento genetico. Attività:DOTAZIONE STRUTTURALE Il centro dispone di: Un laboratorio di biologia molecolare e genomica completi di tutte le attrezzature di base, di sistemi robotici per estrazione di acidi nucleici e preparazione di reazioni, di termociclatori, di sequenziatore a 16 capillari, di diversi sistemi per qPCR e HRM-PCR. Il Centro dispone di una strumentazione next generation sequencing, per sequenziamento ad alta processività (Illumina GAIIx) e di un gruppo di ricerca specificatamente dedicato alla bioinformatica. Un laboratorio di proteomica dotato delle attrezzature di base per analisi 2D di estratti proteici e di spettrometria di massa. Un laboratorio di tecnologia-alimentare dedicato allo studio del malto e degli alimenti a base di cereali, dispone di un sistema automatico di micromaltazione e di strumentazione per la determinazione delle principali molecole di interesse nutrizionale. Un laboratorio per la fenotipizzazione delle piante sia in ambienti controllati (serre, celle climatiche, cella di crescita Conviron per il mantenimento delle piante in condizioni di estremo controllo ambientale), che in pieno campo. Il laboratorio dispone di strumentazioni per lo studio degli scambi gassosi (attività fotosintetica) e l’analisi della riflettenza spettrale. Un azienda sperimentale completamente attrezzata per la sperimentazione cerealicola. Collezioni di germoplasma. Il Centro dispone di un’importante collezione di germoplasma di orzo, comprendente varietà, mutanti, accessioni selvatiche ed altre specie del genere Hordeum, di una rilevante collezione di accessioni di avene sia coltivate che selvatiche e di una collezione di triticali primari e secondari. PRINCIPALI INTERESSI SCIENTIFICI Le principali linee di ricerca afferiscono allo studio, isolamento ed utilizzo di geni attivati dalla pianta in seguito a stress biotici ed abiotici, all’identificazione di geni e marcatori coinvolti nello sviluppo e nel conferimento di aspetti qualitativi fondamentali. L’analisi molecolare è stata utilizzata per studi di filogenesi e per lo studio della biodiversità nell’ambito di diverse specie agrarie. Sono state sviluppate ed arricchite mappe genetico-molecolari per lo studio di caratteri di interesse in orzo e frumento. Sono stati clonati e caratterizzati geni coinvolti nei meccanismi di resistenza a patogeni, freddo e siccità tra cui geni regolatori, ovvero fattori di trascrizione capaci di attivare pool di geni direttamente coinvolti nelle complesse vie metaboliche di tolleranza allo stress in pianta. Inoltre, sono stati identificati geni coinvolti nell’espressione di vari caratteri agronomici come la germinazione, la qualità del malto e per caratteri specifici degli “alimenti funzionali”. Sono disponibili tecnologie di media produttività per la caratterizzazione di diverse classi di marcatori molecolari, utili per la valutazione della biodiversità, pre-breeding, MAS e pyramiding. Approcci di whole genome association con SNP-microarray sono in atto per l’analisi di dei caratteri agronomici in orzo. Sono stati sviluppati sistemi molecolari integrati per la tracciabilità di varietà, specie vegetali, animali e microbiche. Il centro coordina la partecipazione italiano all’iniziativa internazionale per il sequenziamento del genoma del Frumento. Il centro si occupa dello studio delle caratteristiche nutrizionali dei prodotti a base di cereali e delle applicazioni tecnologiche relative a classi di composti aventi specifiche proprietà nutraceutiche (beta-glucani, sostanze antiossidanti, …). Il Centro svolge programmi di miglioramento genetico in orzo, avena e triticale con oltre 25 varietà rilasciate negli ultimi 20 anni. La selezione assistita da marcatori molecolari (MAS) è utilizzata routinariamente per tutti i programmi di miglioramento genetico dell’orzo. Coordina le prove nazionali per l’orzo e il triticale e le prove di valutazione della qualità maltaria degli orzi da birra. Il Centro di Genomica ha rapporti sistematici con numerosi enti di ricerca, nazionali ed internazionali; fa parte di consorzi di ricerca internazionali tra cui il consorzio per il sequenziamento del genoma del frumento (IWGSC) ed il consorzio europeo per la genomica dell’orzo (Barley Genome Net). VARIETA’ ISCRITTE ORZO DISTICO: Arda (1985), Alfeo (1993), Tidone(1995), Nure (1998), Airone (1999), Zacinto (2000, orzo nudo), Aiace (2002), Alce (2004), Cometa (2006), Rodorz (2006), Astartis (2007, orzo nudo), Pariglia (2007), Sfera (2007), Doria (2007),Panaka (2009). ORZO POLISTICO: Trebbia (1990), Aliseo (1998), Ponente (2001), Scirocco (2001), Aldebaran (2003), Vega (2003), Esplora (2007), Alimini (2009). AVENA: Primula (2002), Genziana (2004). TRITICALE: Oceania (2002), Altair (2007), Quark (2008). Per maggiori dettagli: http://centrodigenomica.entecra.it Altre attività:Il Centro cura la divulgazione dei risultati , attraverso la diffusione sulla stampa specializzata, la partecipazione ad iniziative divulgative e didattiche. I ricercatori tengono lezioni e seminari presso le Università, corsi di aggiornamento in collaborazione con altri Enti pubblici e privati. Ospita presso la propria sede, dottorandi e laureandi per lo svolgimento di tesi di laurea e tirocini.

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