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Marcella Urbano
Ruolo
III livello - Ricercatore
Organizzazione
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Dipartimento
Non Disponibile
Area Scientifica
AREA 07 - Scienze agrarie e veterinarie
Settore Scientifico Disciplinare
AGR/07 - Genetica Agraria
Settore ERC 1° livello
LS - LIFE SCIENCES
Settore ERC 2° livello
LS9 Applied Life Sciences and Non-Medical Biotechnology: Applied plant and animal sciences; food sciences; forestry; industrial, environmental and non-medical biotechnologies, bioengineering; synthetic and chemical biology; biomimetics; bioremediation
Settore ERC 3° livello
LS9_4 Aquaculture, fisheries
The preliminary results of an INTERREG project (III A Greece-Italy 2000-2006) congerning the monitoringof "Torre Guaceto" State Natural Reserve are here presented. The knowledge on vegetation, communitary habitats anddistribution of threatened species has been updated. The agricultural areas have been monitored, taking a census of eachagrarian cultivation and of the respective surface. The collected data have been organized in a GIS and the following thematicmaps have been produced: land use map (according to the CORINE Land Cover legend), vegetation map, Habitat map(according to the 92/43 EEC directive). The maps of the distribution of the threatened plant species have been implemented
Plant biodiversity analysis and vegetation, habitats and land use mapping of "Le Cesine" State Natural Reserve (Lecce, Apulia). - The results of an INTERREG project (III A Greece-Italy 2000-2006) concerning the biodiversity moni-toring of "Le Cesine" State Natural Reserve are here presented. The knowledge on vegetation, communitary habitats, flora and distribution of threatened species has been updated. The agricultural areas have been monitored, taking a census of each agrarian cultivation. The collected data have been organized in a GIS and the following thematic maps have been produced: land use map (according to the CORINE Land Cover legend), vegetation map, Habitats map (according to the 92/43/EEC Directive). The maps of the distribution of the threatened plant species have been implemented.
The preliminary results of an INTERREG project (III A Greece-Italy 2000-2006) congerning the monitoring of"Saline di Punta della Contessa" Regional Natural Park are here presented. The knowledge on vegetation, communitary habitatsand distribution of threatened species has been updated. The agricultural areas have been monitored, taking a census ofeach agrarian cultivation and of the respective surface. The collected data have been organized in a GIS and the followingthematic maps have been produced: land use map (according to the CORINE Land Cover legend), vegetation map, Habitatmap (according to the 92/43 EEC directive). The distribution maps of the threatened plant species have been implemented
Obiettivo del progetto "Recupero, caratterizzazione, Salvaguardia e Valorizzazione di leguminose e cereali daGranella e foraggio IN Puglia" - SaVeGraINPuglia (Misura 214 azione 4 sub.a, PSR 2007-2013) sezione cerealicola è la preservazione delle risorse genetiche cerealicole nei luoghi dove da almeno 80 anni sono state tradizionalmentecoltivate e dove sono ancora oggi variamente distribuite negli 11 ambiti di paesaggio inclusi nel Piano PaesaggisticoTerritoriale Regionale (PPTR). A tal fine sono state sinergicamente avviate azioni volte al reperimento di informazionistoriche, raccolta di antiche risorse genetiche vegetali locali, allevamento delle stesse al fine di procedere alla lorocaratterizzazione morfologica e genetica, risanamento, conservazione in situ nei luoghi dove sono state individuate.Le informazioni storiche sono state reperite in biblioteche inserite in ciascuno dei sei poli regionali afferenti alSistema Bibliotecario Nazionale (SBN), in biblioteche regionali, collaborando con i Gruppi di Azione Locale,associazioni culturali, esperti di settore e raccogliendo testimonianze di anziani agricoltori che hanno memoria delletecniche colturali, proverbi, ricette, usi rituali relativi alle risorse.Sono stati raccolti circa 78 campioni ed i siti di reperimento georeferenziati. I campioni sono stati catalogati econservati ex situ a basse temperature o mediante propagazione. Nell'ambito territoriale del Gargano, Monti Dauni, AltaMurgia, Murgia dei Trulli ed Arco Jonico Tarantino sono stati reperiti grani duri (Triticum durum desf.) e grani teneri(Triticum aestivum L.) e tra quest'ultimi in prevalenza la Bianchetta. Nel Tavoliere salentino e Salento delle Serre,prevalentemente orzo (Hordeum vulgare L.) ed avena (Avena sativa L.). In tutta la regione e in particolare nel Salento,prevale come coltura cerealicola di antica tradizione il grano duro Senatore Cappelli. Una sezione dei campioni è statasottoposta a risanamento fitosanitario e caratterizzazione morfologica, genetica, tecnologica, nutrizionale. Lacaratterizzazione morfologica e la propagazione a fini conservativi sono state eseguite in campi catalogoopportunamente predisposti al fine di procedere alle verifiche di alcuni caratteri. Per sei risorse cerealicole è statoinoltre possibile completare l'intero ciclo di azioni previste dal progetto, inclusa la conservazione in situ pressol'azienda detentrice della risorsa. Per tutte sono state predisposte schede di segnalazione, storiche e di caratterizzazionenonché schede digitali seguendo le indicazioni riportate nel Piano Nazionale sulla Biodiversità di interesse Agricolo(PNBA) e nei descrittori dell'International Board for Plant Genetic Resources (IBPGR).L'integrazione dei dati rilevati nell'ambito di ciascuna attività di reperimento, risanamento, caratterizzazione,conservazione in situ ed ex situ, ha messo in luce un possibile modello di conservazione dinamica dei cereali.
L'istituto di Bioscienze e BioRisorse del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IBBR) ha coordinatole attività dei venti partner del progetto provvedendo alle verifiche scientifiche ed amministrativesuddivise secondo le differenti macro-tipologie di risorse raccolte ed oggetto del programmaapprovato: leguminose, cereali e foraggere. L'attività di coordinamento scientifico si è avvalsadell'ausilio di tre aziende esterne che hanno agevolato, con i loro servizi, il raggiungimento degliobiettivi definiti nell'ambito delle attività di indagini storiche e bibliografiche, rilievi, raccolta eprima caratterizzazione, caratterizzazione morfologica, raccolta dati relativi agli agricoltori perla conservazione in situ, immissione dati nella banca dati di progetto, supporto agli utenti per laimmissione dati. Per le attività di coordinamento relativa alla gestione amministrativa e alla verificacontabile amministrativa ci si è avvalsi di una società e, per la gestione dati AGEA, di un consulenteesterno che si è occupato della immissione dati sul portale. E' stato infine affidato ad una aziendalocale la gestione dei tre eventi programmati nell'ambito del progetto e che hanno visto convolti tuttii partner.L'organigramma interno è servito a definire, nell'ambito delle due macro-tipologie leguminose ecereali, le aree d'intervento del personale del CNR-IBBR di Bari. Sono stati pertanto creati gruppi adhoc per indagini storiche, esplorazione del territorio, conservazione, caratterizzazione, risanamento,immissione dati, gestione informatica, segreteria e gestione amministrativa.
In Puglia la raccolta di piante selvatiche è una pratica molto antica e diffusa. Nell'area Garganica, situata nella parte settentrionale della regione, sono circa 270 le specie raccolte e tra di esse Salicornia patula Duval-Jouve (gruppo S. europaea), nota come asparago di mare, è sicuramente degna di menzione. Questa specie alofila occupa, lungo le lagune costiere, le parti delle distese paludose che in inverno sono inondate dal mare e che si diseccano in estate. Utilizzata sin dall'800 nella medicina popolare per il trattamento di disturbi intestinali e nefropatie oltre che per il suo consumo a fini culinari e per l'alimentazione del bestiame, tale specie è stata inclusa nella lista di Prodotti Tradizionali Regionali pugliesi dal Ministero delle politiche agricole alimentari e forestali (MiPAAF). Obiettivo del presente lavoro è stato quello di condurre un'indagine preliminare sulla domesticazione e sulle tecniche di coltivazione di S. patula sul Gargano poiché al momento non è stata riportata alcuna segnalazione inerente alla coltivazione di tale specie in Italia. Dalle testimonianze degli agricoltori, proprietari di piccole aziende conserviere e ristoranti è emerso che tale pianta, raccolta da tempi remoti allo stato selvatico, ha iniziato ad essere domesticata per il consumo familiare circa quarant'an? ni fa nei piccoli fazzoletti di terra paludoso-salmastri situati intorno alla laguna di Lesina. Negli ultimi anni però, la crescente domanda di mercato per il suo consumo, sia allo stato fresco che trasformato, ha incoraggiato alcuni agricoltori locali a incrementare la superficie destinata alla S. patula per la sua commercializzazione. Caratteristiche peculiari di questa coltura, rispetto a quelle tradizionali, sembrano essere: tolleranza a salinità, siccità e alte temperature; resistenza a fitopatie; competizione nei confronti delle infestanti; basso fabbisogno di input energetico. La sua coltivazione si basa solo sull'esperienza maturata dal singolo tore e, al momento, non sono ancora state messe a punto tecniche agronomiche volte ad ottimizzare la resa della coltura, la qualità del prodotto e la stabilità della produzione. Attualmente non sono stati selezionati genotipi che esprimono caratteristiche qualitative superiori. Concludendo, possiamo suggerire che S. patula, tenendo ben presente le criticità citate, potrebbe costituire una nuova coltura da reddito per la valorizzazione delle aree agricole marginali. La maggior parte della popolazione del Gargano vive di agricoltura e turismo e questo ortaggio potrebbe soddisfare anche la domanda del turismo gastronomico oggi sempre più orientato alla degustazione di prodotti tipici e di piatti tradizionali o rivisitati secondo una visione più moderna.
Landraces and obsolete durum wheat cultivars bave been successfully maintained in situ and ex situ and both "on-farm" and "in long-term storage" safeguarding useful traits along with characters of minor interest for crop improvement. Modem phenotyping and genotyping approaches bave been recently adopted in breeding programs to explore this gen11plasm supporting the introgression of some valuable trait into modem cultivars. Twenty-seven old durum wheat landraces and obsolete cultivars from South Italy were investigated for two years in field trials in order to identify nove! sources of genetic variability for wheat grain quality improvement. A selected number of grain quality traits (thousand-kemels weight, hectoliter weight, protein content, carotenoid content, gluten index) were evaluated according to AACC Intemational Methods and protein components of wheat kemel (gliadins, glutenins, waxy proteins) identified by biochemical techniques (ID-PAGE). A set of 26 SSR molecular markers was also used to explore the genetic diversity. Comparative analyses of phenotypic and genotypic data showed the maintenance of high genetic variability in the old durum wheat gem1plam. Significant differences among landraces, obsolete and modem cultivars were observed for grain protein content. Biochemical characterization of gliadins and glutenin subunits (low and high molecular weight glutenin subunits, LMW-GSs and HMW-GSs) established that twenty possessed gliadin y-45 and LMW-GS2, three y-42 and the LMW-GSl and four y-43,5 with different forms of LMW-GSs. The analysis of HMW-GSs showed alleles usually present in dmum wheat and three new allelic variants. The two common fonns of waxy proteins were also identified in ali landraces and cultivars. Extensive polymorphism was detected at molecular leve!. The results suggested that unexplored genetic diversity was stili available in landraces and obsolete durum wheat cultivars which were assembled in groups of genotypes on a regional geographical basis.
In the last two decades quality related durum wheat research has been also aimed to the characterization of section of germplasm collections maintained in gene banks to improve technological properties of wheat flour and semolina by careful manipulation of genetic makeup associated to proteins and starch.At CNR-IGV accessions containing genes and alleles of interest, have been exploited to increase genetic variation at protein loci and to identify useful genes or combinations of alleles holding specific quality attributes far breeding programs. The genetic makeup of kemel proteins from different gennplasm collections of different origins has been detem1ined by biochemical, molecular and recently proteomic approaches. Genotypes selected have been used to produce highly productive resistant wheat lines, suitable far quality and nutritional requirements of the consumers and adaptable to different climatic conditions. The information about allelic composition of the different group of proteins, have also been used to build a databases continuously updated.
Italy belongs to the Mediterranean gene centre proposed by Vavilov and is rich in endemic rare plants and many vegetables, crops that belong to about 40 species. Horticultural landraces are a source of useful genes as well as a cultural heritage of extraordinary importance. They are characterized by a specific adaptation to the environmental and cultivation conditions of the particular area where they have been selected, so playing a crucial role in order to maintain and improve the efficiency and resilience of production systems. Vegetable crops, even if less threatened by genetic erosion than other crops, would benefit of in situ and ex situ conservation that are complementary both for taking in account agronomic, environmental and economic changes and for reintroducing lost germplasm into the original cultivation areas.
Il grano buono di Rutigliano è un grano duro coltivato tradizionalmente nel omonimo comune in provincia di Bari. Nell'ambito del progetto SaVeGraINPuglia questa varietà locale è stata oggetto di una caratterizzaione multidisciplinare.
L'Economia rustica del Regno di Napoli" del 1835 riporta tra le colture della Daunia presenti nei "poderi arabili", "masserie di campo" caratterizzate da terreni estesissimi e "versurieri" da terreni di piccole dimensioni, il grano duro Carlantino, frumento somigliantissimo alla Saragolla dalla quale differisce per "i grani più sottili e più lucidi". Nei documenti sulla storia dell'alimentazione dell'Alta Murgia (1844-1846) tale coltura è segnalata tra i frumenti con le rese migliori "di consueto somministrati ai panettieri". Nel 1927 l'arciprete Ernesto Josa riporta nel testo da lui redatto su Carlantino che le industrie ed il commercio della zona erano limitati alla esportazione dei grani duri detti "Carlantini" mentre il De Cillis, sempre nello stesso anno citando anche i sinonimi (Duro comune, Abbondanza), ne descrive le caratteristiche agronomiche: autunnale di media precocità, coltivato sia in pianura che collina, poco esigente rispetto alla "abitabilità del terreno", di medio accestimento, resistente all'allettamento, poco alla stretta, di più alle ruggini, di produttività elevata e stazionaria nelle zone di produzione.Il Carlantino da tempo soppiantato dalle varietà moderne nel territorio di origine, i Monti Dauni, è stato recentemente reintrodotto in un area ristretta in prossimità della cittadina, lì dove molto probabilmente tale antica varietà veniva coltivata dal 1800. Considerata l'inesistenza di tale risorsa in zona, il reperimento in questo caso è stato effettuato presso Banche del germoplasma che lo conservavano da tempo. La antica varietà è stata pertanto seminata e poi raccolta da un agricoltore della zona e successivamente conservata presso la banca del germoplasma del CNR-IBBR di Bari dove è stata sottoposta a controllo dello stato fitosanitario (Finetti et al. poster convegno), caratterizzazione morfologica, genetica, qualitativa. I risultati mostrano caratteristiche morfologiche simili ad alcune Saragolle impiegate nella prova, mentre composizione proteica e contenuto in sostanze azotate risultano superiori alle varietà commerciali impiegate come riferimento. E' stato inoltre determinato il contenuto di fitina e i risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli rilevati in alcune varietà commerciali. Al fine di salvaguardare tale risorsa è stato predisposto un protocollo e stipulato un contratto per la conservazione "in situ" con l'unico agricoltore dalla zona che al momento la coltiva e la utilizzerà per reintrodurre, seguendo le ricette degli anziani del luogo, il "pane di Carlantino" negli antichi forni a paglia della zona.
Molti cereali originari del bacino del Mediterraneo e coltivati in Italia mostrano un'ampia gamma di popolazioni locali ed ecotipi, altamente adattate al loro ambiente (landraces). Esse possono essere caratterizzate attraverso i loro fenotipi, morfotipi e le proprietà organolettiche. La resa e qualità di queste colture è ancora ampiamente dipendente da diversi stress, incluso le malattie causate da batteri, funghi e virus, che hanno un forte impatto sulle produzioni. Nell'ambito del PSR "SaVeGraINPuglia" abbiamo valutato lo stato fitosanitario, per quanto concerne i virus, di landraces di cereali pugliesi campionate in diversi siti e habitat regionali. Determinarne lo stato sanitario è il primo passo per proteggere e migliorare la qualità delle collezioni. Le sintomatologie variano in funzione delle landraces e degli agenti virali responsabili dell'infezione. In alcuni casi le malattie non sono sintomatiche, passando inosservate. Inoltre, i virus mostrano alte frequenze di mutazione, con possibile insorgenza di ceppi differenti. Per superare questo ostacolo abbiamo usato tecniche di diagnosi molecolare che hanno permesso la preparazione di saggi specifici per l'identificazione di specie virali. Un saggio diagnostico virale è stato condotto su 195 campioni di cereali, per valutare la prevalenza di alcuni virus specifici. Sono state saggiate diverse accessioni delle seguenti specie/varietà: Triticum aestivum L., T. aestivum var. lutescens (Alef.) Mansf., T. aestivum var. villosum (Alef.) Mansf., T. aestivum var. aestivum, T. aestivum var. graecum (Korn.) Mansf., Hordeum vulgare L., Avena sativa L., Triticum sp., T. durum (Desf.) Husn., T. durum var. hordeiforme (Host) Korn, T. durum var. melanopus (Alef.) Korn. e T. durum var. affine Korn. I saggi sono stati condotti con RNA dot-blot e trascrizione inversa - reazione a catena della polimerasi (RT-PCR). I seguenti virus sono stati considerati: Barley yellow mosaic virus (BaYMV), Barley mild mosaic virus (BaMMV), Soil-borne cereal mosaic virus (SBCMV), Wheat spindle streak mosaic virus (WSSMV) ed Oat mosaic virus (OMV). Solo tre virus sono stati rinvenuti con RT-PCR o RNA dot-blot, usando sonde specifiche: SBCMV, rinvenuto con RT-PCR in due campioni di H. vulgare ed A. sativa; BaMMV, rinvenuto con RT-PCR nel 9% del materiale saggiato di T. aestivum L. var. lutescens e T. durum var. hordeiforme. Infine, circa l'83% dei campioni è risultato positivo per WSSMV con entrambi i metodi, principalmente nelle varietà saggiate di T. aestivum, T. durum, H. vulgare ed A. sativa. Un sequenziamento high-throughput con piattaforma Illumina per smallRNAs è attualmente in corso, per identificare e caratterizzare ulteriormente virus noti o sconosciuti, da piante infette selezionate.
L'articolo illustra gli obiettivi ed i risultati più salienti relativi al PSR Regione Puglia progetto SaVeGraINPuglia.
Nell'ambito dell'azione di raccolta di germoplasma del progetto SaVeGraINPuglia (Misura 214 delPSR 2007-2013 della Regione Puglia), sono state effettuate indagini in prossimità o all'interno di areeprotette e rete Natura 2000, dove sono state raccolte testimonianze scritte e verbali oltre a diverseaccessioni (cereali da granella e leguminose). Le indagini hanno riguardato anche diverse aziendeagricole dislocate in vari Siti di Interesse Comunitario (SIC) presenti nel vasto territorio pugliese.Il territorio del Gargano, che comprende il Parco Nazionale del Gargano, al cui interno sono presentinumerosi SIC e ZPS (zone di protezione speciale), è caratterizzato da paesaggi montani brulli maricchi di biodiversità con la presenza di varietà cerealicole e legumi di antica origine. Gli agricoltoriconservano ancora antiche accessioni, tramandate nel corso del tempo, che coltivano per usopersonale. Le aree agricole sono ben integrate nel paesaggio naturale circostante.Il SIC "Zone umide della Capitanata" comprende il vasto territorio delle saline di Margherita di Savoia(Riserva Naturale Statale di popolamento animale) intorno alle quali si sviluppa il paesaggio agrariodove, un tempo, venivano coltivate varietà disparate di cereali oggi del tutto scomparsi. Gli studicondotti nell'area hanno comunque messo in luce come siano ancora presenti coltivazioni significativedi legumi di antica tradizione.Le aree agricole tradizionali si armonizzano con le superfici naturali in un contesto paesaggistico trai più antichi della Puglia (oliveti secolari), all'interno del SIC "Torre Guaceto e Macchia S. Giovanni",nella provincia brindisina, dove insistono valori di tutela del territorio volti alla sana agricolturaecocompatibile. Qui gli agricoltori custodi si sono aggregati in un consorzio che tutela e valorizza iprodotti pugliesi tradizionali tra cui il grano duro Senatore Cappelli.Le indagini sul campo attestano che in alcune aree del territorio pugliese la tutela dell'agrobiodiversitàè resa possibile grazie all'integrazione di pratiche agricole ecosostenibili con la tutela del patrimonionaturale.
Kernel proteins, gliadins, glutenins and waxy proteins, present in wild and cultivated wheat collections, are analysed by different techniques in order to evaluate genetic resources and identify useful alleles, to be used in quality breeding programs in durum and bread wheat. Advances in technologies are continuously applied to extend the knowledge on these classes of proteins, encoded by genes at Gli-1, Glu-1 and Wx-1 loci, in order to shed light on the structure-function relationships and to use these information to better address breeding activities. The study of the genetical aspects of these proteins, which is carried out using biochemical, molecular and proteomic approaches, contribute to widen the number of genotypes potentially useful for breeders. Genotypes selected for novel alleles, are introduced into elite bread and durum wheat cultivars through crossing programs with the final aim to produce lines and varieties with superior quality and nutritional characteristics, capable to satisfy requirements of end users. Data obtained for the mentioned proteins are also being used to realize a database. Examples of a few lines identified and their utilization will be illustrated.
During the last two decades, our research activities have been focused on four different topics: 1)evaluation and characterization of wild and cultivated genetic resources using multidisciplinaryapproaches; 2) selection of genotypes having useful genetic, agronomic, quality and nutritionaltraits; 3) production of useful pre-breeding lines; 4) support to local communities to promote thecultivation in the traditional areas of the local varieties (on-farm conservation) with interestingagronomic performance and good nutritional and technological traits. The target seed componentsinvestigated are:o for legumes: anti-nutritionals, toxic factors, non-protein amino acids, and protein fractionswith high functional value (enzymes, enzyme inhibitors);o for cereals: gluten and waxy proteins associated to nutritional, functional and technologicalaspects of flour and/or semolina; macro and micro elements in whole and refined flour.Genetic variation at wheat and bean protein loci, seed storage protein composition, technologicaland nutritional quality, agronomic performances, aptitude to industrial processing are investigatedby several biochemical techniques, such as, one and two-dimensional gel electrophoresis (1D- and2D-PAGE), capillary electrophoresis (CE), reversed phase high performance liquidchromatography (RP-HPLC), gas-chromatography (GC), spectrophotometric dosages, molecularmarkers and proteomic approaches.Characterisation and valorisation of legume and cereal genetic resources allow to acquire usefulinformation to plain appropriate actions of safeguard and management of germplasm collections,as well as to support the request of quality marks for specific local varieties.Moreover, the identification of segments of genetic resources carrying out useful traits, is essentialto direct breeder programs during the pre-breeding selection. Case-studies of utilisation andvalorisation of genetic resources will be illustrated, along with the participation to research projectssupported by private and public institutions.
Triticum turgidum subsp. dicoccoides (Körn. ex Asch. et Graebn.) Thell. (AABB), the immediate progenitor of tetraploid and hexaploid wheats, is a species characterised by a wide range of protein polymorphism and by high protein content. Surveys on polymorphism and genetic control of the high molecular weight glutenin subunits (HMW-GS) present in this species, in two forms x- and y-type at the Glu-A1 and Glu-B1 loci, are still considered useful, both to improve technological properties of breeding varieties and to study the genome evolutionary process in wheats. Comparative Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrylamide Gel Electrophoretic and Reversed Phase High Performance Liquid Chromatographic analyses (SDS-PAGE, RP-HPLC) of the HMW-GS present in several accessions of T. turgidum subsp. dicoccoides allowed the detection of new alleles of Glu-A1 and Glu-B1 loci, with x- and y-type glutenin subunits, apparently similar to those present in cultivated wheats in molecular weight, but different in surface hydrophobicity. In addition, changes in the number of x- and y-type subunits at the glutenin loci were also ascertained. The y-type subunits at the Glu-A1 locus, which are never expressed in cultivated bread and durum wheats, and single y-type expressed glutenin subunits at the Glu-B1 locus were also identified in several accessions. DNA extracted from samples, differing in number or type of HMW-GS and corresponding to x- and y-type genes at Glu-1 loci, were amplified using specific primers, two of which were constructed within the transposon-like sequence of Chinese Spring DNA and analysed by polymerase chain reaction. The results showed this insertion in some accessions of T. turgidum subsp. dicoccoides and also the presence of silent Ax, Bx and By type genes. The usefulness for breeding of these comparative analyses carried out on different HMW-GS alleles detected in Triticum turgidum subsp. dicoccoides, is discussed.
Il recupero, la propagazione a fini conservativi e la caratterizzazione di antiche varietà di leguminosee cereali reperite in Puglia nell'ambito del progetto SaVeGraINPuglia, sono divenute azioni strategicheper la salvaguardia della biodiversità regionale.In quest'ambito il CNR-IBBR ha condotto attività di propagazione e caratterizzazione morfologica dialcune risorse di leguminose e cereali da granella reperite nell'ambito del progetto. L'attività è statacondotta nell'annata agraria 20014/2015 per leguminose e cereali in agro di Altamura (BA), C.daVernacchiola e per i cereali presso l'Azienda didattico-sperimentale "Martucci" dell'Università degliStudi di Bari sita in Valenzano (Bari).Per le leguminose sono state esaminate in agro di Altamura 21 popolazioni locali: 11 di Vicia faba L.,9 di Lathyrus sativus L. ed 1 di Cicer arietinum L.; per i cereali 24 campioni di Triticum aestivum L.,21 di Triticum durum Desf 5 di Hordeum vulgare L., 3 di Avena sativa L. ed 1 di Zea mays L., raccoltein Puglia. Presso l'Azienda "Martucci" a Valenzano sono state esaminate singole piante relative a 24popolazioni di Triticum aestivum L., 21 di Triticum durum Desf, 5 di Hordeum vulgare L., 2 di Avenasativa L.La caratterizzazione morfologica è stata effettuata utilizzando schede di rilevamento caratteripredisposte dal CNR-IBBR per il progetto SaVeGRaINPuglia sulla base di quanto riportato nel PianoNazionale sulla Biodiversità di interesse agricolo e nei descrittori dell'International Board for PlantGenetic Resources (IBPGR).I dati di caratterizzazione raccolti e la documentazione fotografica relativa alle varie fasi fenologichesono stati archiviati nella banca dati del progetto. Il materiale raccolto è stato sottoposto alleconvenzionali procedure richieste per la conservazione ex situ presso le strutture del CNR-IBBR.
The objective of this study was to evaluate protein composition and its effects on flour quality and physical dough test parameters using waxy wheat near-isogenic lines. Partial waxy (single and double s) and waxy ( at all three waxy loci, Wx-A1, Wx-B1, and Wx-D1) lines of N11 set (bread wheat) and Svevo (durum) were investigated. For protein composition, waxy wheats in this study had relatively lower albuminsglobulins than the hard winter wheat control. In the bread wheats (N11), dough strength as measured by mixograph peak dough development time (MDDT) (r = 0.75) and maximum resistance (Rmax) (r = 0.70) was significantly correlated with unextractable polymeric protein (UPP), whereas in durum wheats, moderate correlation was observed (r = 0.73 and 0.59, respectively). This may be due to the presence of high molecular weight glutenin subunits (HMW-GS) Dx2+Dy12 at the Glu-D1 locus instead of Dx5+Dy10, which are associated with dough strength. Significant correlation of initial loaf volume (ILV) to flour polymeric protein (FPP) (r = 0.75) and flour protein (FP) (r = 0.63) was found in bread wheats, whereas in durum wheats, a weak correlation of ILV was observed with FP (r = 0.09) and FPP (r =0.51). Significant correlation of ILV with FPP in bread wheats and with % polymeric protein (PPP) (r = 0.75) in durum lines indicates that this aspect of end-use functionality is influenced by FPP and PPP, respectively, in these waxy wheat lines. High ILV was observed with 100% waxy wheat flour alone and was not affected by 50% blending with bread wheat flour. However, dark color and poor crumb structure was observed with 100% waxy flour, which was unacceptable to consumers. As the amylopectin content of the starch increases, loaf expansion increases but the crumb structure becomes increasingly unstable and collapses.
Le proteine della cariosside, gliadine e glutenine, sono le principali responsabili delle caratteristiche tecnologiche degli impasti ottenuti da semole e/o farine di frumento duro e/o tenero. È possibile, grazie all'ausilio delle nuove tecnologie biochimiche, molecolari ed "omiche", aggiornare costantemente le conoscenze relative a tali classi proteiche codificate dai geni ai loci Gli-i, Gli-2, Glu-1, Glu-3, individuare in frumenti tetraploidi ed esaploidi selvatici e coltivati nuove fonti di variabilità genetica e nuovi alleli a tali loci utili per migliorare le caratteristiche qualitative degli impasti. I nuovi alleli identificati sono stati trasferiti mediante opportuni programmi di incrocio e re-incrocio in varietà di frumento note per le buone proprietà qualitative e, dopo opportuna selezione delle progenie, sono state prodotte linee isogeniche in frumento duro e tenero. Tali linee evidenziano l'importanza della manipolazione della composizione proteica della cariosside per il miglioramento qualitativo delle semole o delle farine di frumento.
C-type low molecular weight glutenin subunits (LMW-GSs) are components of the glutenin olymer (Molecular Weight 30-40 KDa) quantitatively present in a lower amount and studied to a limited extent, with respect to typical LMW-GS (also known as B-subunits). They are considered structurally gliadins but functionally glutenins, because they form inter-molecular disulphide bonds, result of mutations of their encoding genes that affect the number and/or the distribution of cysteine residues. N-terminal amino-acid sequencing confirmed that they are made up of ?/? and ?-gliadin-like components encoded by genes present at the Gli-1 and Gli-2 loci. The presence of gliadin-like subunits in glutenin preparations, presumably have a negative effect on flour quality. Several studies have been addressed to investigate the structural features and the effects of the typical LMW-GSs on gluten strength, whereas less attention has been dedicated to the C-type group.In order to characterize the specific polypeptides present in the C-type subunit group, two dimensional electrophoretic separation (2-DE) of an enriched fraction of C-type subunits from durum wheat cv Svevo has been carried out and selected protein spots from the gel were excised and subsequently analyzed by mass spectrometry. Peptide mass spectrometric data were used to perform protein identification in the Peptide Mass Fingerprint (PMF) mode and subsequently the peptide sequences information by the Peptide Fragment Fingerprint (PFF) approach to confirm the data obtained.esults of proteins identified in the C-type glutenin subunit fraction will be presented.
The introduction of the "waxy" character in wheat plants is a subject of interest in cereal science and technology. The nutritional and technological properties of waxy cereals, related to the reduced amylose content of waxy starch and to other accompanying features, are in fact very peculiar. At present, the selection of waxy lines from wheat and the assessment of their characteristics and functional properties in relation to specific endproducts are the object of extensive studies worldwide. Our study aimed at characterizing waxy durum wheat lines derived from the Italian cultivar Svevo, widely used in the manufacture of traditional Italian wheat products. This cv., commonly used for pasta making thanks to its good gluten qualities, was crossed with the Japanese bread wheat cultivar Kanto 107 lacking the Wx-A1 and Wx-B1 proteins. Electrophoretic selection of backcrossed generations permitted the production of the two partial waxy lines (wx-A1 and wx-B1 lines) along with the complete waxy (wx-A1/wx-B1 line) in durum wheat. Grains of the conventional cv. and of the complete waxy line coming from two harvests (years 2007 and 2008), together with grains of the two partial waxy linescoming from harvest 2008 (not available in 2007) were analysed for thousand kernel weight, ash, insoluble and soluble fibre, total protein, dry gluten, gluten index, SDS sedimentation index, ?-amylase activity, falling number and resistant starch.As regards kernel characteristics of harvest 2008: thousand kernel weight was higher for the wx-A1 line and for the conventional cv., lower for the wx-B1 line and for the complete waxy line; ash content was lower in the conventional cv., higher in the complete waxy line and intermediate in the two partial waxy lines; protein content was increasing in the order: wx-B1 , conventional, wx-A1 , complete waxy. As regards protein quality indicators: relative SDS sedimentation index was not found to be different in the samples, whereas gluten index was halved in the complete waxy line with respect to the conventional cv. and to both the partial waxy lines. As regards parameters related to starch: ?-amylase activity was higher in the complete waxy and in the wx-B1 lines, lower in the conventional cv.; resistant starch was very low in all samples and therefore it was impossible to detect any difference. Similar results were found for the conventional cv. And the complete waxy line in the 2007 year.
I virus rappresentano da sempre una delle principali minacce per la produzione dei cereali. Allo scopo di assicurare un'accurata diagnosi dei virus presenti nelle varietà locali di Triticum aestivum L., Hordeum vulgare L., T. durum Desf., Secale cereale L., Avena sativa L., reperite nell'ambito del progetto SaVeGralNPuglia, tali varietà sono state caratterizzate con marcatori molecolari associati a fitopatie ad eziologia virale. Per evitare i falsi negativi, sono stati considerati più marcatori per ciascun virus e regioni diverse del genoma virale. I saggi molecolari hanno previsto la retrotrascrizione dell'RNA estratto, seguita dall'amplificazione mediata dalla polimerasi (RT-PCR). L'incidenza di campioni positivi è risultata pari al 23 % per il virus del mosaico giallo dell'orzo (BaYMV), al 49 % per il virus del mosaico comune del frumento (SBCMV), al 95 % per l'agente del mosaico dell'avena (OMV) , al 55 % per il virus del mosaico striato del frumento (WSMV), e all'84 % per il virus della striatura fusiforme del frumento (WSSMV). I saggi per il virus del mosaico moderato dell'orzo (BaMMV) e quello del nanismo giallo dell'orzo (BYDV) hanno dato esito negativo. Nel caso dell'OMV si è fatto ricorso all'ibridazione molecolare a macchia o "dot-blot" di frammenti amplificati. I risultati ottenuti hanno inoltre consentito di accertare in alcuni campioni I presenza d'infezione multipla da fitovirus in quanto erano presenti contemporaneamente 2, 3 o 4 virus diversi, presenti rispettivamente con percentuali del 23, 8, e 5. Per una diagnosi approfondita di tutta la complessità del "viroma" del campione in esame sono state infine selezionate varietà locali di Triticum durum L., T. aestivum L., e H. vulgare L. più rappresentative, da sottoporre ad analisi di metagenomica con tecnologie NGS.
L' Accordo di Ricerca Collaborativa tra il Consorzio Con.Pro.Bio Lucano e il CNR-IBBR è volto a caratterizzare e valutare genotipi di antiche colture di cereali con agrotecnica biologica. Obiettivo finale è la valutazione delle potenzialità dei succitati genotipi in termini produttivi e qualitativi e l'adattabilità a condizioni specifiche dell'ambiente di coltivazione Lucano. La presentazione ha illustrato le attività svolte dal CNR-IBBR.
This is a note about early attempts of Salicornia patula Duval-Jouve cultivation in the northern part of Apulia region (southern Italy). This species, which occupies the driest parts along the edges of coastal lagoons on mudflats or sands that are inundated in winter, has a long history of gathering from the wild as a source of food. At our knowledge, no information has been reported about the domestication of S. patula in Italy. In the Gargano area of Apulia region, this species was domesticated forty years ago as a minor cultivation limited to private gardens. The growing market demand of this vegetable for both fresh consumption and for processing packinghouses is very recently encouraging some farmers to cultivate it for marketing. S. patula might become an attractive new cash crop for marsh marginal lands, but prerequisites to its success are the selection of superior genotypes and the set-up of its right agro-technique.
Nel passato la Puglia era particolarmente ricca di varietà locali di leguminose e cereali dagranella, coltivate in alternanza seguendo tradizionali tecniche di rotazione delle colture chepermettevano di preservare la fertilità del terreno. Queste antiche varietà, ben adattate allecondizioni pedoclimatiche del territorio regionale, sono da tempo minacciate da fenomeni dierosione conseguenti alla progressiva diffusione di nuove varietà maggiormente produttive.Gli agricoltori, la comunità scientifica ed i rappresentanti politici pugliesi, hanno da qualchetempo sottolineato l'importanza e l'urgenza di recuperare, preservare e custodire in Banchedel Germoplasma l'antico e prezioso patrimonio varietale autoctono. Obiettivo prioritario delprogetto PSR-SaVeGraINPuglia è il recupero, la caratterizzazione, la salvaguardia e lavalorizzazione di leguminose e cereali da granella e foraggio di Puglia. Le varietà locali sonoreperite nei diversi areali ed habitat regionali, caratterizzate e salvaguardate applicandoopportuni protocolli di tutela Regionali ed Internazionali, e conservate sia in ex situ che insitu. Le attività progettuali coordinate dall'Istituto di Bioscienze e BioRisorse del ConsiglioNazionale delle Ricerche (IBBR-CNR), sono svolte in collaborazione con 20 partner operantisul territorio regionale ed appartenenti a Enti pubblici di ricerca, Università, Enti Parco,aziende private ed associazioni.
Nel passato la Puglia era particolarmente ricca di varietà locali di leguminose e cereali da granella, coltivate in alternanza seguendo le tradizionali tecniche di rotazione delle colture impiegate da secoli in agricoltura per preservare la fertilità del terreno. La diversità genetica esistente in queste antiche varietà, ben adattate alle condizioni pedoclimatiche del territorio regionale, è da tempo minacciata da fenomeni di erosione conseguenti alla progressiva diffusione di nuove varietà maggiormente produttive. Gli agricoltori, la comunità scientifica ed i politici pugliesi più attenti, hanno da qualche tempo sottolineato l"importanza e l"urgenza di recuperare, preservare e custodire in Banche del Germoplasma questo antico e prezioso patrimonio varietale regionale. Per le varietà locali pugliesi di leguminose e cereali da granella, vi è carenza di informazioni storiche, sulle origini, tradizioni, usi e saperi popolari, sulle motivazioni che hanno contribuito alla loro persistenza in alcuni areali e di dati precisi sulla loro attuale diffusione sul territorio, stato fitosanitario, struttura genetica, caratteristiche agronomiche, nutrizionali e di resistenza a stress biotici ed abiotici. Insufficienti sono inoltre le strutture volte alla promozione, divulgazione e valorizzazione di questo antico patrimonio colturale strettamente connesso alla dieta mediterranea recentemente riconosciuta come patrimonio immateriale dell"umanità. Obiettivo prioritario del progetto PSRMisura 214 SaVeGraINPuglia sarà pertanto il recupero, la caratterizzazione, la salvaguardia e la valorizzazione di leguminose e cereali da granella e foraggio in Puglia. Le varietà locali pugliesi saranno reperite nei diversi areali ed habitat regionali, caratterizzate, e salvaguardate sia mediante conservazione ex situ che in situ applicando protocolli di tutela Regionali ed Internazionali. Le attività progettuali coordinate dall"Istituto di Bioscienze e BioRisorse del Consiglio Nazionale delle Ricerche saranno svolte in collaborazione con Enti pubblici (Consiglio Nazionale delle Ricerche, Università di Bari e del Salento, Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura, Ente Parco Nazionale dell"Alta Murgia), Aziende ed Associazioni (Agrinpro, Azienda Agricola Iannone, Azienda Agricola Lamarcavotta, BioNat Italia, Centro Studi Lino Lana Lenticchia, Centri Regionali per le Tecnologie Agroalimentari, Consorzio Daunia & Bio, CSQA Certificazione, Eco-Spo, Ferventazione, Intini & C.) operanti sul territorio regionale.
Legume, cereal and forage landraces, selected over the time by local farmers and well adaptedto the climatic conditions of the Apulia region, are threatened by genetic erosion resulting from thegradual spread of more productive varieties. In order to collect, preserve and store these landracesin National or Regional gene banks (ex situ conservation) and/or directly in field under the strictlycontrol of local farmers (on farm conservation, a type of in situ conservation) a regional safeguardproject was established within the framework of the European Agricultural Programms for RuralDevelopment. The primary objective of the project, named with the acronym SaVeGraINPuglia, isthe collection, safeguard and preliminary evaluation and valorization of legume, cereal and foragelandraces present in the Apulia region.About 150 landraces were collected in different habitat and areas outside and inside protectedareas where traditional agricultural practices still survive. The collected germplasm was stored andsafeguarded both ex situ and in situ through the application of appropriate, international protocols.A preliminar characterisation is in progress. The project activities, coordinated by the Institute ofBiosciences and Bio-Resources of the National Research Council (IBBR-CNR) was carried out incollaboration with 20 partners operating in the regional territory and belonging to public researchorganizations, universities, parks, private companies and associations.The preliminary results of the project will be presented to enphasize the potential use oflandraces for the promotion of local products and the development of sustainable agricultu
Preliminary study on two perennial halophytes in some Apulian coastal wetlands - Results on plant communities from natural populations present in three protected areas of Apulia Region were reported, along with pre-liminary studies on three populations of Agropyron elongatum (Host) P. Beauv. and Agropyron junceum (L.) P. Beauv., halophilic species resistant to abiotic stress, present in the same areas. The biochemical characterization of storage proteins from kernels of the same species was carried out by modimensional electrophoretic analyses. Data obtained correlating plant associations to specific protein components could be useful a) to develop plans for the conservation and preserva-tion of habitats and ecosystems and b) to identify classes of genes improving qualitative and quantitative properties of cul-tivated wheats.
Tetraploid wheat germplasm with A and B genomes is preserved at the seed-bank of the National Research Council - lnstitute of Plant Genetics (CNR-IGV, fomerly Germplasm Institute) since the early 1970's. Nowadays, the bank preserves over 5876 seed samples of this germplasm, which were directly collected by exploration teams of the Institute or acquired through exchange with Intemational lnstitutions. Germplasm safeguarding is carried out within the frame of the European Cooperative Programme for Plant Genetic Resource (ECP/GR). Moreover, the CNR-IGV has contributed all its wheat samples to the Multilateral System of the lnternational Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture (ITPGRFA). The management of tetraploid wheat genetic resources is one of the key activities of the seed-bank. lt involves the ex situ and in situ conservation of genetic entities under threat, regeneration, characterization, evaluation, monitoring of seed viability and genetic integrity during storage, and storing of all data in appropriate data banks. The durun wheat collection is also safety duplicated at other three sites (USA, Japan and Russia). Sources of tetraploid wheat germplasm important for plant breeding were identified in all natural resources, wild and cultivated, landraces, primitive, obsolete, commercial varieties, genetic stocks. In particular species and subspecies of tetraploid wheats, with A and B genomes, have been evaluated recording specific traits, following the prescribed guidelines of ECPGR, and the genetic profiles traced by biochemical and molecular techniques.Within the years of activity of the Institute, useful genes were identified and successfully used for the development of improved varieties and breeding lines.
La sezione cerealicola del progetto SaVeGralNPuglia che ha coinvolto 14 dei 21 partner, pubblici/ privati previsti dal programma operativo, nel biennio 2016/2017 ha integrato e ampliato i risultati ottenuti nella pregressa fase progettuale e in particolare definito alcuni caratteri distintivi relativi alle varietà locali più rappresentative tra quelle reperite nel progetto. Le informazioni storiche raccolte, hanno confermato la presenza di un considerevole numero di sinonimi ed omonimi e di eterogeneità morfologica per alcune delle risorse cerealicole raccolte. Per i grani duri (Saragolla, Carlantino, Dauno lii, Terminillo, Cento a Tomolo, Cannulino, Grano Ricco, San Pasquale, Grano Buono di Rutigliano) ed i teneri (Bianchetta, Carosella, Gentil Rosso, Maiorca, Risciola e 47 Conti) reperiti negli ambiti territoriali del Gargano, Monti Dauni, Alta Murgia, Murgia dei Trulli ed Arco Jonico Tarantino, per la secale (Jurmana) reperita nell'ambito dei Monti Dauni, orzo ed avena prevalentemente nel Tavoliere salentino e Salento delle Serre, sono state predisp'oste schede descrittive sintetiche, in cui sono stati riportati i principali caratteri morfologici, alcuni dati bio-agronomici, informazioni relative alla composizione proteica, documentazione fotografica relativa alle varie fasi fenologiche. Il grano duro Senatore Cappelli poiché prevale ,,.. come coltura cerealicola di antica tradizione in tutta la regione e in particolare nel Salento, è stato impiegato come varietà di riferimento nelle fasi di caratterizzazione morfologica, genetica, nutrizionale. Tutti i campioni sono stati predisposti per la propagazione a fini conservativi in campi catalogo, per la conservazione ex situ in celle a basse temperature (0° C, 5°C, -20° C), sottoposti a controlli per valutare lo stato fitosanitario. Al fine di verificare e definire alcuni caratteri distintivi e casi di sinonimie e omonimie un insieme rappresentativo dei campioni raccolti opportunamente selezionati in base a differenze di caratteri morfologici e composizione proteica, è stato valutata, nel biennio 2016 e 2017 sottoponendo a monitoraggio in campo ed in laboratorio, singole progenie pianta. E' stato ampliato inoltre il numero di schede digitali compilate seguendo le indicazioni riportate nei Piano Nazionale sulla Biodiversità di interesse Agricolo (PNBA) e nei descrittori dell'lnternational Board for Plant Genetic Resources (IBPGR). Le informazioni raccolte sono state impiegate per implementare la banca dati di progetto (http:// bancadati.savegrainpuglia.it/biodiversity-samples).
Wheat kernel proteins, gliadins, glutenins and waxy proteins, have been extensively studied because of their strong association to quality traits of durum and bread wheat.Advances in technologies have greatly contributed to the knowledge on these classes of proteins, encoded by genes respectively at Gli-1, Glu-1 and Wx-1 loci, shedding also light on structure-function relationships. Novel alleles have been detected at these loci and new genotypes with the best allele composition have been used in breeding program to produce improved varieties.During the last twenty years, wild and cultivated, diploid, tetraploid and hexaploid wheat from in situ and ex-situ collections, have been analysed by different techniques in order to detect additional genetic resources and to identify new alleles useful for wheat improvement.Through biochemical and molecular approaches new allelic variants at gliadin, glutenin and waxy loci have been detected, widening the number of genotypes with different protein components, potentially useful for breeders. These novel alleles, through crosses and back-crosses, have been introduced into bread and durum wheat cultivars known for their good gluten qualities. Progenies have been selected for suitable quality traits by electrophoretic, chromatographic and PCR analyses and different sets of isogenic durum and bread wheat lines have been produced.Characterization and evaluation of new wheat lines carried out by complementary techniques will be presented and discussed.
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