Miglioramento dell’efficienza di utilizzazione dell’azoto (nue) in frumento duro mediante tecnologie molecolari innovative
Obiettivo generale della ricerca
Individuazione e valorizzazione di varietà locali e nazionali ad elevata NUE e buona performance produttiva, adatte per ambienti siccitosi e con limitate risorse idriche quali quelle pugliesi; identificazione alleli più efficienti e adatti a diversi regimi azotati e pratiche colturali da impiegare in programmi di miglioramento genetico dei frumenti. L’integrazione di tali conoscenze permetteranno un uso più razionale e mirato degli input azotati, con benefici sia in termini economici che sulle performance delle coltivazioni di frumento duro, riduzione dell’inquinamento e salvaguardia degli agro-ecosistemi
Principali risultati prodotti
Banca dati di sequenze genomiche complete dei geni omeologhi GS e GOGAT in frumento tenero e duro (Database)
Espressione genica di GS e GOGAT in diverse varietà di frumento duro in diverse fasi fenologiche e in diversi tessuti della pianta (Rapporto)
Principale know-how prodotto
Caratterizzazione struttura e sequenza dei geni del complesso GS-GOGAT, di cui al momento non si hanno informazioni complete in frumento
Determinazione della posizione cromosomica, ottenuta sia per mappatura genetica che fisica dei suddetti geni, importante al fine di studi di associazione e per lo sviluppo di materiali vegetali ad hoc per lo studio della NUE
Ottenimento della struttura dei geni GS e GOGAT, al fine di individuare le regioni più coinvolte nella determinazione della funzionalità enzimatica
Amplificazione e ricerca di varianti alleliche dei suddetti geni in una collezione di 240 genotipi diversi
Studi di associazione tra i geni considerati de importanti caratteri agronomici, quali varie componenti della produttività, adattabilità all’ambiente e il contenuto proteico
Analisi di attività enzimatica ed espressione genica dei geni considerati tra varietà allevate a diversi regimi azotati
Sfida sociale: Qualità ambientale e biodiversità
Le attività progettuali hanno permesso l'individuazione di regioni target coinvolte nell'efficienza di utilizzazione dell'azoto NUE e nel contenuto proteico finale mediante la combinazione dell'approccio del gene candidato, l'analisi di association mapping e i risultati di localizzazione fine su una mappa consenso tetraploide. La ricerca ha permesso di determinare il potenziale valore del germoplasma coltivato e analizzato in termini di performance produttiva e qualità
Collaborazioni internazionali rilevanti attivate
- USDA ARS - United States Department of Agricolture (Collaborazione scientifica)
Analisi genomica dei geni candidati e nell’analisi di espressione genica ed attività enzimatica dei geni GS e NR.
- CBS - Centre of biotecnology Sfax (Collaborazione scientifica)
Studio della variabilità della NUE e di altri caratteri di interesse agronomico in una collezione di frumenti tunisini
Collaborazioni nazionali rilevanti attivate
- CREA - Fiorenzuola (Collaborazione scientifica)
Supporto nello studio delle regioni promotrici dei geni GS e GOGAT e l’analisi delle NIL con materiali, prove di campo, analisi ed interpretazione dei dati
- Università di Bologna - DISTAL (Collaborazione scientifica)
Analisi META-QTL ed individuazione delle regioni cromosomiche coinvolte nel controllo di caratteri agronomici complessi
Collaborazioni regionali rilevanti attivate
- CREA - Foggia (Collaborazione scientifica)
Supporto nello studio delle regioni promotrici dei geni GS e GOGAT e l’analisi delle NIL con materiali, prove di campo, analisi ed interpretazione dei dati
- Università di Bari - DBBB (Collaborazione scientifica)
Studio della risposta fisiologica delle piante alla concimazione con diverse fonti azotate e diverse dosi finalizzate alla definizione delle modalità e dell’efficienza di assorbimento ed utilizzazione dei nutrienti
- Università di Bari - DISAAT (Collaborazione scientifica)
Studio della risposta fisiologica delle piante alla concimazione con diverse fonti azotate e diverse dosi finalizzate alla definizione delle modalità e dell’efficienza di assorbimento ed utilizzazione dei nutrienti
- Nigro D., Fortunato S., Giove S.L., Paradiso A., Gu Y.Q., Blanco A., De Pinto M.C., Gadaleta A. (2016) Glutamine synthetase in Durum Wheat: Genotypic Variation and Relationship with Grain Protein Content. Frontiers in Plant Science
- Volpicella M., Fanizza I., Leoni C., Gadaleta A., Nigro D., Gattulli B., Mangini G., Blanco A., Ceci L.R. (2016) Identification and Characterization of the Sucrose Synthase 2 Gene (Sus2) in Durum Wheat. Frontiers in Plant Science
- Nigro D., Fortunato S., Giove S.L., Mangini G., Yacoubi I., Simeone R., Antonio B., Gadaleta A. (2017) Allelic Variants of Glutamine Synthetase and Glutamate Synthase Genes in a Collection of Durum Wheat and Association with Grain Protein Content. Diversity
- Mangini G., Nigro D., Margiotta B., De Vita P., Gadaleta A., Simeone R., Blanco A. (2018) Exploring SNP diversity in wheat landraces germplasm and setting of a molecular barcode for fingerprinting. Cereal Research Communication
- Nigro D., Gadaleta A., Mangini G., Colasuonno P., Marcotuli I., Giancaspro A., Giove S.L., Simeone R., Blanco A. (2018) Candidate genes and genome-wide association study of grain protein content and protein deviation in durum wheat. Planta
Nigro Domenica
AGR/07 Genetica agraria
Dipartimento di Scienze del suolo, della pianta e degli alimenti
Università degli Studi di Bari "Aldo Moro"
