Migloramento della resistenza a stress biotici e abiotici

Miglioramento della resistenza a stress biotici e abiotici

Dissezione del carattere di resistenza (efficienza di infezione dei conidi, periodo di incubazione del fungo, capacità evasiva, durata della sporulazione). Ognuna di tali componenti regola lo sviluppo delle epidemia, anche se con effetti diversi. Varietà tolleranti e sensibili esprimono a diverso grado tali componenti, facendo presumere un controllo multigenico;

Evidenze sul controllo genetico delle componenti della resistenza. Sono ottenute mediante analisi condotte su popolazioni segreganti (Fl, F2, BC) generate da incroci tra parentali differenziati rispetto ad una o più componenti della resistenza;

Identificazione di marker associati a major genes per la selezione assistita della resistenza alla malattia (MAS);

Breeding per la costituzione di cultivar fornite di resistenza/tolleranza al fungo, mediante selezione convenzionale ed assistita;

Induzione di resistenza mediante applicazioni esogene di elicitori che inducono resistenza pre-infezionale nella pianta, che modificano la biosintesi della melanina nel fungo e che interagiscono con il biochimismo dello stesso;

Protezione integrata, abbinando ai trattamenti anticercosporici uno o più interventi con Trichoderma in modo da abbassare il livello di inoculo del patogeno attraverso due modalità:
a) inibizione della germinazione dei conidi e rallentamento dello sviluppo epifitico del micelio del fungo;
b) inibizione della conidificazione delle lesioni cercosporiche.

Le ricerche eseguite hanno permesso di acquisire indicazioni in ordine:

-	a tecniche semplificate di screening di resistenza (misurando il numero di spore prodotte dopo 20 giorni dall'inoculazione su porzioni di lembo fogliare);
-	a selezione di isolati di Trichoderma in base alla loro attività antagonistica in vitro e in vivo ed alle osservazioni in vivo di effetti significativi di inibizione della sporificazione di C. beticola da lesioni necrotiche trattate con una soluzione di Trichoderma
-	alla possibilità di indurre con interventi esogeni la "resistenza sistemica acquisita" (SAR) e modificare la bio sintesi delle poliammine nel fungo in vitro e in planta;
-	al progresso conseguito nella selezione per la costituzione di materiali genetici resistenti/tolleranti alla fitopatia.

Rizomania

Gli obiettivi sono:

Approfondimento delle basi genetiche delle varie forme di resistenza disponibili (tipo "Rizor", tipo "Holly");

Valutazione di materiali con vario tipo di resistenza forniti da diversi Centri di ricerca pubblici e privati. Top-cross fra impollinanti e maschio sterili di diversa provenienza e valutazione agronomico-produttiva degli ibridi;

Identificazione, validazione ed uso routinario di marcatori molecolari associati alle diverse fonti di resistenza.

Le attività svolte hanno permesso di proseguire:
- la caratterizzazione di germoplasma per la resistenza alla malattia;
- la messa a punto di test di inoculi in ambiente controllato;
- la selezione di nuovi materiali.

Stress idrico

Gli obiettivi sono:

Messa a punto di un sistema riproducibile di induzione simulata dello stress in ambiente controllato; utilizzo della possibile variabilità per la tolleranza a stress idrico presente in gemoplasma domestico e selvatico;

Impiego dei parametri RWC (associato alla capacità di mantenimento dell' acqua tissutale) ed electrolyte leakage (associato al danno cellulare indotto dallo stress) per la descrizione dell'andamento dello stress e dell'eventuale ritardo con cui alcune accessioni rispondono allo stress rispetto ad altre (l'evidenziazione di una eventuale variabilità di risposta fornisce una base riproducibile sia per test in campo che per studi molecolari);

Studio dei meccanismi adattativi posti in essere dalla pianta per fronteggiare situazioni di stress idrico (saranno valutati i caratteri "lunghezza della radice primaria", "peso della parte aerea e radicale", "rapporto root/shoot", "contenuti fogliari di prolina" e "acquisizione dello ione solfato");

Identificazione di marcatori . morfofisiologici della produttività; studio delle risposte fisiologiche della barbabietola da zucchero (tassi di fotosintesi, traspirazione, contenuti intercellulari di CO2, discriminazione isotopica del carbonio) a diversi livelli di concimazione azotata e restituzione idrica (la individuazione di fasi vegetative particolarmente sensibili a momenti di stress di diversa durata e/o intensità consentirebbe di razionalizzare al meglio gli interventi antropici migliorando la sostenibilità della coltura). Fino adesso, sono state comparate alcune caratteristiche fisiologiche di accessioni conservate nella banca di germoplasma del BAZ (Bundesanstalt fur Zuchtungsforschung an Kulturptlanzen), Braunschweig (Germania).

Relazioni funzionali fra stato idrico del terreno e quello della coltura ed effetti sulla produzione

Gli obiettivi sono:

Iidentificare e valutazione durante l'accrescimento della coltura (in terreni diversi e in condizioni climatiche note) dei parametri fisiologici direttamente connessi al passaggio dell' acqua dal terreno all'atmosfera attraverso la pianta.

I dati ottenuti servono a interpretare il rapporto della pianta con il suolo nel quale vive (anche quando il sistema è soggetto a vincoli vari rappresentati da stress idrico, termico, etc), nonché a integrare modelli di simulazione già esistenti oppure a realizzarne degli altri ad hoc che prevedano il consumo idrico della coltura (nel suo complesso e nella sua distribuzione durante il ciclo colturale), anche in condizioni di stress idrico.

Bolting

Alcuni fitormoni, essenzialmente le gibberelline, insieme a fattori nutrizionali, sono presumibilmente implicati nel controllo della fioritura anticipata (prefioritura).
Gli obiettivi sono:

Elucidare il possibile ruolo delle gibberelline nel passaggio dalla fase vegetativa a quella riproduttiva della pianta, attraverso l'uso di strumenti analitici particolarmente sensibili ed affidabili;

Effettuare l'analisi quantitativa delle diverse forme di gibberelline endogene, già identificate attraverso tecniche analitiche chimico-fisiche. I risultati saranno integrati con quelli ottenuti dallo studio del metabolismo dei carboidrati, per evidenziare la possibile interazione fta segnali ormonali e segnali metabolici nella fase di induzione a fiore, previa defInizione di un sistema modello di studio;

Definizione dello stadio vegetativo ed a trattamenti con ormoni in presenza/assenza di zuccheri applicati esogenamente, al fine di identificare differenze nello stato metabolico di varietà soggetta a prefioritura a conftonto con varietà a bassa incidenza di prefioritura;

Validazione delle evidenze fisiologiche e biochimiche ottenute su linee caratterizzate da diversa attitudine alla fioritura anticipata e con applicazioni esogene di gibberelline.

È stato avviato uno studio sulla regolazione dei geni che presiedono alla prefioritura ed alle relazioni source-sink. Riguardo al primo aspetto, è noto che le gibberelline agiscono sui geni che portano alla fioritura e che questi geni sono numerosi e interagiscono in maniera complessa. I fattori induttivi sono quattro: luce, temperatura, gibberelline e nutrienti, in particolare zuccheri, e ognuno di questi fattori attiva una cascata di geni.
Molte di queste cascate convergono su un gene chiave, il gene LEAFY, che quando si esprime induce fioritura poco dopo la germinazione. Le gibberelline interagiscono con gli zuccheri nell'attivazione di LEAFY e possono portare alla fioritura da sole o in combinazione con altri fattori.
Su bietola non hanno portato a prefioritura, almeno alle dosi utilizzate. In ulteriori esperimenti effettuati, apici excisi da piantine cresciute in ambiente controllato sono stati posti in pozzetti di piastre da coltura contenenti terreni MS e addizionati di GA3 e saccarosio.
Anche in questo caso non si è osservata variazione dell'espressione del gene LEAFY. Occorrerà clonare i geni FLC in Bela vulgaris, geni responsabili in Arabidopsis della risposta alla vernalizzazione, e che vengono down-regolati con questo trattamento.
Ciò permetterebbe lo studio di questi geni nel sistema bietola.