AGRICOLTURA ALIMENTAZIONE AMBIENTE 2015/2016 - Fondazione ...

 
AGRICOLTURA ALIMENTAZIONE AMBIENTE 2015/2016 - Fondazione ...
2015/2016

AGRICOLTURA
ALIMENTAZIONE
AMBIENTE
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2015/2016

AGRICOLTURA
ALIMENTAZIONE
AMBIENTE
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COMITATO DI REDAZIONE
Gianfranco Anfora, Claudio Donati, Emanuele Eccel, Flavia Gasperi, Floriana Marin,
Annapaola Rizzoli, Duccio Rocchini, Riccardo Velasco

ELABORAZIONE DATI E REFERENZE PUBBLICAZIONI
Biblioteca FEM

CURATORI
Floriana Marin, Emanuele Eccel, Cristina Castellani, Alessandro Gretter

REVISIONE TESTI IN LINGUA INGLESE
Giovanna Flaim, Heidi Hauffe, Kieran Tuohy

PROGETTO GRAFICO ED EDITORIALE
IDESIA - www.idesia.it

ISSN 2282-1341
© 2017, Fondazione Edmund Mach
Via Edmund Mach 1, 38010 San Michele a/A (Trento)
www.fmach.it
AGRICOLTURA ALIMENTAZIONE AMBIENTE 2015/2016 - Fondazione ...
INDICE

   Presentazione - La Fondazione Edmund Mach: il luogo giusto per “pensare locale
   e agire globale”										                                                                              5
   La Fondazione Edmund Mach: una struttura innovativa dove la didattica interagisce
   con la ricerca										                                                                                7
   Il Centro Ricerca e Innovazione: il primo centro italiano “One Health”                                  8
   Un nuovo comitato scientifico per la Fondazione Mach                                                    9
   La struttura del Centro Ricerca e Innovazione                                                          11
   Dipartimento di Genomica e Biologia Piante da Frutto (DGBPF)                                           12
   Dipartimento di Qualità Alimentare e Nutrizione (DQAN)                                                 13
   Dipartimento di Agroecosistemi Sostenibili e Biorisorse (DASB)                                         14
   Dipartimento di Biodiversità ed Ecologia Molecolare (DBEM)                                             16
   Unità biologia computazionale                                                                          17
   Il Programma di Dottorato della Fondazione Mach (FIRS>T)                                               18
   FEM Campus                                                                                             18
   Il Centro Agricoltura, Alimenti e Ambiente (C3A)                                                       19

   AGRICOLTURA                                                                                            21
   Scoprire le dinamiche del microbioma dell’ambiente agrario per un’agricoltura sostenibile              22
   La viticoltura in Trentino ieri, oggi e domani                                                         23
   Non solo foglie: un nuovo metodo per valutare la resistenza alla peronospora
   su infiorescenze di vite                                                                               25
   Controllo genetico del contenuto e della composizione di flavonoidi nell’acino d’uva                   26
   Cisgenesi e genome editing: nuove opportunità per il breeding delle piante da frutto                   28
   Programmi di breeding in FEM                                                                           29
   Nuovi progetti                                                                                         31
   In evidenza                                                                                            32

   ALIMENTAZIONE                                                                                          35
   Vino-Ossigeno-Antiossidanti: Come indirizzare meglio le scelte dell’enologo                            36
   Dalla frutta ai lieviti: piattaforma per la sintesi combinatoria di composti bioattivi                 37
   Fenomica dei composti volatili: un primo passo per conoscere, migliorare
   e controllare la qualità di fragola, lampone e mirtillo                                                38
   Tracciare i composti volatili nella filiera lattiero casearia                                          39
   Un approccio integrato per accertare l’autenticità e la protezione dei vini italiani di qualità        41
   Nuovi progetti                                                                                         43
   In evidenza                                                                                            44

   AMBIENTE                                                                                               47
   Una task force per affrontare il problema delle specie aliene invasive:
   le prospettive per un controllo sostenibile tramite un approccio integrato                             48
   Il ruolo delle piante nella regolazione della salute del pianeta                                       49
   Prospettive nell’utilizzo di approcci innovativi nella ricerca scientifica sulle acque interne         51
   Genetica di Conservazione. Caso studio: il gallo cedrone (Tetrao urogallus)                            52
   Nuovi rischi per la salute causati dai cambiamenti globali negli ecosistemi montani                    53
   Nuovi progetti                                                                                         55
   In evidenza                                                                                            56
   Cartolina dal mondo                                                                                    57

   L’ATTIVITÀ IN SINTESI                                                                                  59
   Auto-finanziamento, brevetti e pubblicazioni con fatt. d’impatto                                       60
   Il personale                                                                                           61
   Principali eventi organizzati dal CRI 2015-2016                                                        62
   Elenco personale 2015-2016                                                                             63
   Crediti fotografici                                                                                    67

                                                                                                     AGRICOLTURA
                                                                                                           INDICE   3
AGRICOLTURA ALIMENTAZIONE AMBIENTE 2015/2016 - Fondazione ...
AGRICOLTURA ALIMENTAZIONE AMBIENTE 2015/2016 - Fondazione ...
PRESENTAZIONE

La Fondazione Edmund Mach:
il luogo giusto per “pensare locale
e agire globale”
Questo report – il secondo uscito da quando sono presidente della Fondazione
Edmund Mach – è un’interessante carrellata sul lavoro altamente all’avanguar-
dia svolto nei laboratori del Centro Ricerca e Innovazione.
Le quattro anime della Fondazione – formazione, ricerca, consulenza e azienda
agricola – studiano l’agricoltura, l’alimentazione, l’ambiente, il mondo animale,
l’essere umano e le relazioni tra essi con un approccio interdisciplinare o, an-
cora meglio, circolare. Per questo siamo recentemente stati riconosciuti come
il primo centro italiano One Health.
Molti degli studi portati avanti a San Michele all’Adige hanno già di per sé risvol-
ti concreti per il territorio. Sono però convinto che, per sviluppare comporta-
menti ancora più virtuosi, abbiamo bisogno di un’integrazione ancora maggiore
tra produzione e ricerca.
Per riuscire ancora meglio nell’intento, in questo biennio FEM ha rafforzato le
joint venture con i produttori, è entrata a far parte del Consorzio Hub Inno-
vazione Trentino (HIT) ed ha attivato il Centro Agricoltura, Alimenti, Ambiente
(C3A) congiunto con l’Università di Trento.
Ribaltando il famoso motto, credo che il Trentino sia il luogo giusto per “pen-
sare locale e agire globale”. Possiamo partire dalle buone pratiche adottate
dalla nostra Provincia per contribuire a risolvere problemi di più ampia portata.

                                                                   Andrea Segré
                                                                    Presidente
                                                      Fondazione Edmund Mach

                                                                                       PRESENTAZIONE   5
AGRICOLTURA ALIMENTAZIONE AMBIENTE 2015/2016 - Fondazione ...
AGRICOLTURA ALIMENTAZIONE AMBIENTE 2015/2016 - Fondazione ...
La Fondazione Edmund Mach:
una struttura innovativa dove
la didattica interagisce con la ricerca
Il 12 gennaio 1874 il Governo Austro-Ungarico deliberò di attivare una scuola
di agraria presso il monastero agostiniano di San Michele all’Adige. Nacque
così l’Istituto Agrario di San Michele (IASMA). L’attività iniziò in autunno, sotto la
guida del primo direttore, Edmund Mach. Fin da subito egli organizzò l’istituto
come una struttura innovativa, dove didattica e ricerca potessero interagire tra
loro in maniera sinergica per contribuire allo sviluppo dell’agricoltura locale.
Dopo la Prima Guerra Mondiale, IASMA passò sotto l’egida del Governo italia-
no, che a sua volta lo fece rientrare nelle competenze della Provincia autonoma
di Trento a partire dal 1948.
Nel 1990 anche le attività di servizio al territorio furono integrate nel pre-esi-
stente impianto basato su formazione e ricerca. Dal 1° gennaio 2008 strutture
e attività dell’Istituto sono transitate nel nuovo soggetto giuridico rappresen-
tato dalla Fondazione Edmund Mach (FEM), un ente di interesse pubblico con
personalità giuridica di diritto privato.
Nella FEM i tre centri ereditati sono stati caratterizzati da una struttura orga-
nizzativa più flessibile e funzionale agli specifici obiettivi di Istruzione e For-
mazione, di Ricerca e Innovazione e di Trasferimento Tecnologico che, oltre
a qualificarne le nuove denominazioni, rappresentano gli aspetti più salienti
delle rispettive mission.
                                                                                                   Sergio Menapace
                                                                                                Direttore Generale
                                                                                         Fondazione Edmund Mach

                                                                                                  AGRICOLTURA    7
AGRICOLTURA ALIMENTAZIONE AMBIENTE 2015/2016 - Fondazione ...
Il Centro Ricerca e Innovazione:
                               il primo centro italiano “One Health”
                               Il Centro Ricerca e Innovazione (CRI) sin dalla sua attivazione ha saputo po-
                               sizionarsi come centro di riferimento a livello nazionale e internazionale nei
                               settori agro-alimentare e ambientale, contribuendo altresì ad elevare la Fon-
                               dazione Edmund Mach ad esempio virtuoso di “triangolo della conoscenza”,
                               dove l’interazione funzionale tra eccellenza e innovazione scientifica, istruzione
                               e trasferimento tecnologico si traduce in concrete ricadute sul territorio, sia in
                               termini culturali che di sviluppo.
                               A questo proposito, i risultati dell’indagine 2011-14 svolta dall’Agenzia Na-
                               zionale di Valutazione del Sistema Universitario e della Ricerca (ANVUR) sulla
                               qualità della ricerca (VQR) sono stati molto lusinghieri. Con una valutazione di
                               eccellenza per i prodotti presentati superiore all’85% nelle aree delle scienze
                               chimiche, delle scienze agrarie e veterinarie e scienze biologiche, il nostro Ente
                               si è posizionato rispettivamente alla terza, quarta e quindicesima posizione tra
                               gli enti valutati su scala nazionale.
                               I tre settori intorno a cui si polarizza la ricerca CRI – agricoltura, alimentazione
                               e ambiente - sono ora oggetto di grandi sfide per il futuro nel territorio alpino
                               nel suo complesso. Il cambiamento globale, legato non solamente a fenomeni
                               naturali ma anche alle dinamiche socio-economiche, richiede la capacità di
                               sviluppare sistemi resilienti, in grado cioè di saper rispondere, o quando pos-
Annapaola Rizzoli              sibile anticipare, le ripercussioni di eventi estremi. L’approccio adottato dal CRI
Dirigente                      prevede una interazione virtuosa di conoscenza, innovazione e gestione delle
Centro Ricerca e Innovazione   risorse che possa rappresentarsi in una forma di “circolarità”, contemperando
Fondazione Edmund Mach         la sostenibilità dei sistemi produttivi, la tutela della salute e del benessere uma-
                               no e animale sino alla conservazione dei paesaggi tradizionali.
                               Il CRI può essere considerato in questa prospettiva il primo “OneHealth Centre”
                               italiano anche nello sviluppo delle sue attività, con progetti che vanno dalla
                               costituzione di nuove sinergie nel settore dell’alta formazione e ricerca con gli
                               attori dello STAR (Sistema Trentino dell’Alta formazione e Ricerca), come nel
                               caso dell’attivazione del Centro Agricoltura, Alimenti ed Ambiente con l’Univer-
                               sità di Trento, a quella internazionale, con la costituzione di nuovi network di
                               eccellenza sul territorio della Euroregione Alpina del Tirolo - Alto-Adige/Sudtirol
                               - Trentino (Euregio ed Eusalp) sino alle collaborazioni in progetti di coopera-
                               zione internazionale.
                               Una sfida con grandi prospettive che deve però confrontarsi con l’attuale si-
                               tuazione economica, che ha visto una riduzione delle risorse dedicate alla ri-
                               cerca. Una maggiore competizione nell’ottenimento dei fondi richiede allora
                               una aumentata attenzione non solo alle tematiche di ricerca di frontiera ma
                               anche alle esigenze che emergono dalla cittadinanza e dai settori produttivi ed
                               un parziale cambio di paradigma anche nell’approccio adottato dal personale
                               di ricerca del CRI.
                               Il Report mette in evidenza i risultati più importanti ottenuti nel biennio 2015-
                               2016 concentrandosi su un numero limitato di articoli di approfondimento su
                               tematiche di interesse generale ed alcune interessanti novità (gli “highlights”),
                               lasciando poi al lettore più interessato la possibilità di poter approfondire attra-
                               verso il nostro sito web maggiori contenuti e dettagli. Il mio auspicio è che oltre
                               ai risultati scientifici raggiunti, questo rapporto riesca nella sfida di comunicare
                               al lettore anche la passione e l’entusiasmo che la comunità del CRI esprime
                               quotidianamente nei propri laboratori e campi sperimentali e che rappresenta
                               la vera ricchezza di questa struttura, unica a livello nazionale.

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AGRICOLTURA ALIMENTAZIONE AMBIENTE 2015/2016 - Fondazione ...
Un nuovo comitato scientifico
per la Fondazione Mach
L’11 marzo 2016 si è insediato il nuovo comitato scientifico della FEM, nelle
persone di Giulia De Lorenzo, con funzioni di Presidente, esperta del settore
agricoltura dell’Università La Sapienza di Roma; Vincenzo Fogliano, esperto
del settore alimentazione, dell’Università di Wageningen (Olanda); e Filippo
Giorgi, climatologo dell’International Centre for Theoretical Physics di Trieste.
Il comitato scientifico è un organo previsto dallo statuto della Fondazione e
svolge funzioni di impulso, indirizzo e consulenza per il suo settore scientifico.
La nomina del comitato scientifico è un momento importante e molto atteso
per la Fondazione Mach dopo la riorganizzazione del Centro Ricerca e Inno-
vazione. Tutti e tre i membri fanno parte dei primi cento della lista ‘Top Italian
Scientists’, con alle spalle oltre cento pubblicazioni a forte impatto. Ognuno,
nel suo ambito, è stato un antesignano. Giulia De Lorenzo ha svolto ricerche di
rilievo sulla fisiologia vegetale, in particolare sull’immunità innata delle piante;
Vincenzo Fogliano si è specializzato negli antiossidanti nelle diete e nella qua-
lità sensoriale degli alimenti, mentre Filippo Giorgi è figura di riferimento per
l’IPCC, il coordinamento mondiale intergovernativo sul cambiamento climatico,
premio Nobel 2007. Ora questi scienziati collaboreranno con la Fondazione
Mach per indirizzarla ancora meglio sulla strada della ricerca, dell’innovazione
e del trasferimento tecnologico.

                                                                                       AGRICOLTURA   9
10
LA STRUTTURA DEL CENTRO
RICERCA E INNOVAZIONE

Il Centro Ricerca e Innovazione (CRI) è nato dall’unione dell’allora Centro di
Ecologia Alpina e del Centro Sperimentale di San Michele all’Adige. Sin dalla sua
istituzione nel 2008, il Centro ha aggiornato la sua organizzazione, mantenendo
comunque tre aree di ricerca specializzate negli ambiti di Agricoltura, Alimen-
tazione e Ambiente. Da febbraio 2016 è composto da quattro Dipartimenti,
più un’Unità di Biologia Computazionale, trasversale ai Dipartimenti, che a loro
volta sono articolati in Gruppi di Ricerca e Piattaforme Tecnologiche. I Diparti-
menti riflettono i principali filoni di ricerca del CRI - genomica e biologia delle
piante da frutto; qualità alimentare e nutrizionale; agro-ecosistemi sostenibili
e biorisorse; biodiversità ed ecologia molecolare e biologia computazionale.
Il CRI ospita ricercatori provenienti da tutto il mondo e collabora con le più
importanti istituzioni scientifiche internazionali. Vanta laboratori con strumen-
tazioni all’avanguardia, 200 mq di serre e 30 ettari di terreno coltivato. Accanto
alla ricerca scientifica si occupa di formazione di alto livello con una propria
Scuola di Ricerca. Dal 1 febbraio 2017 è stato inoltre attivato il Centro C3A. For-
te di queste caratteristiche il CRI si pone come un riferimento autorevole nella
produzione di conoscenza, nella promozione di innovazione e di concrete ri-
cadute per il territorio, a sostegno dello sviluppo sostenibile. Requisiti, questi,
indispensabili per incentivare lo sviluppo di una economia sempre più basata
sulla conoscenza e per sostenere una crescita socio-economica duratura e di
qualità. ll Centro Ricerca e Innovazione è coordinato dalla Direzione, respon-
sabile dello sviluppo strategico della ricerca, delle strutture e delle risorse, di
cui promuove l’eccellenza in sintonia con la mission e gli obiettivi della FEM.
Sotto la competenza della Direzione operano i team di comunicazione ed
eventi, IT, contabilità, progetti e rendicontazioni, welcome office e gestione
delle attività segretariali.

                                                                                      11
Dipartimento di Genomica
                            e Biologia Piante da Frutto (DGBPF)
                            Il Dipartimento coniuga le conoscenze         alla capitalizzazione delle conoscenze
Coordinatore                avanzate sui genomi e sulla genetica          acquisite sulla struttura dei genomi ed
Riccardo Velasco            delle specie di interesse per l’agricoltu-    alla identificazione dei geni chiave di ca-
riccardo.velasco@fmach.it   ra trentina e le valutazioni agronomi-        ratteristiche fenotipiche importanti dal
                            che mettendo a disposizione le proprie        punto di vista agroeconomico. Il ger-
                            competenze ai comparti produttivi allo        moplasma esistente nelle nostre colle-
                            scopo di fornire prodotti (nuove varietà,     zioni (vite 2.300 accessioni, melo 1.660
                            strumenti molecolari, innovazioni tec-        accessioni, fragola e lampone circa 200
                            nologiche o gestionali) all’agricoltura.      accessioni, oltre a mirtillo e ciliegio in
                            Pluriennali esperienze nel miglioramen-       quantitativi minori) rappresenta la base
                            to genetico, nella biologia e nella gestio-   di partenza per studi avanzati di asso-
                            ne della pianta accompagnate dal più          ciazione genotipo/fenotipo e identifica-
                            recente sequenziamento dei genomi             zione dei loci responsabili dei maggiori
                            della vite (2007), del melo (2010), della     tratti di interesse per il miglioramento
                            fragola (2011) e del pero (2014) mirano       genetico.

                            Unità biologia e fisiologia vegetale
                            Studia la funzione dei geni presenti nei genomi di vite, melo e fragola per com-
                            prendere come la loro espressione influenzi la biologia e la fisiologia di queste
                            piante da frutto. L’obiettivo finale è quello di fornire “geni per la resistenza” e
                            “geni per la qualità” da utilizzare nel miglioramento genetico di vite e Rosaceae
                            tramite “breeding” assistito e tecniche biotecnologiche, nonché nuova cono-
                            scenza biologica per assistere le pratiche agronomiche.

                            Unità genetica e miglioramento genetico dei fruttiferi
                            Si occupa della comprensione delle basi genetiche e biologiche che sottendono
                            i caratteri più interessanti del melo e di altri frutti della famiglia botanica delle
                            Rosaceae, come fragola e lampone nonchè mirtillo e ribes, albicocco e ciliegio.
                            Le informazioni dedotte dalla conoscenza dei genomi sono funzionali alla pro-
                            duzione di nuove varietà ed alla loro coltivazione, dalla gestione della pianta
                            alla conservazione della frutta.

                            Unità genetica e miglioramento genetico della vite
                            L’Unità è impegnata nello sviluppo di basi scientifiche e novità varietali per la
                            viticoltura sostenibile in un contesto di mutamenti climatici. Attraverso l’analisi
                            di popolazioni segreganti, collezioni di germoplasma e varianti somatiche, si
                            indagano il controllo genetico della resistenza a peronospora e oidio, fattori di
                            resilienza a stress biotici e abiotici presenti nel genere Vitis e caratteri varieta-
                            li che aumentano il valore delle produzioni, come l’apirenia, la composizione
                            degli antociani e i precursori aromatici delle uve. La validazione funzionale dei
                            geni candidati, orientata anche al breeding di nuova generazione, è condotta
                            mediante trasformazione genetica nel sistema microvine. In parallelo vengono
                            svolte le attività di incrocio, selezione e valutazione agro-enologica di semenzali
                            in serra e campo mirate all’ottenimento di nuovi vitigni resistenti ai patogeni
                            con buona qualità dell’uva, integrando se possibile l’informazione dei marcatori
                            molecolari.

12
Unità genomica e biologia avanzata
Svolge studi di genomica funzionale su vite e melo finalizzati ad incrementare la
difesa dalle malattie e migliorare la qualità del frutto. Accanto all’impiego delle
tradizionali tecniche di trasformazione genetica per diverse cultivar di melo e
vite a scopi di ricerca, l’Unità è fortemente impegnata nello sviluppo ed applica-
zione delle moderne “new plant breeding technologies” (cisgenesi e genome edi-
ting) in vite e melo. L’Unità ha inoltre messo a punto metodi di analisi innovativi
per la caratterizzazione delle linee geneticamente modificate, per la coltivazione
ex-vitro e la fenotipizzazione delle piante (grazie alla dotazione di una moderna
serra) e per il sequenziamento di interi genomi, studi del trascrittoma, analisi
di espressione genica e metagenomica attraverso le più avanzate piattaforme
tecnologiche di Next Generation Sequencing (Illumina, 454, Lifetechnologies).

Dipartimento di Qualità Alimentare
e Nutrizione (DQAN)
Il Dipartimento svolge attività di ri-      alla valorizzazione e alla tutela delle
cerca ed innovazione finalizzate alla       produzioni ad origine protetta. Il Di-                              Coordinatore
valorizzazione sensoriale, tecnologi-       partimento porta l’attenzione sull’in-     Fulvio Mattivi (fino al 31 gennaio 2017)
ca e nutrizionale dei prodotti agroa-       terazione alimento-consumatore at-             Kieran Tuohy (dal 1 febbraio 2017)
limentari per migliorarne la qualità e      traverso l’applicazione delle principali                   kieran.tuohy@fmach.it
tracciarne l’origine rispondendo alle       tecniche sensoriali e strumentali. Esso
esigenze del consumatore. In parti-         è anche specializzato nella microbio-
colare, qui si studia l’insieme dei me-     logia intestinale, nutrizione umana e
taboliti (metaboloma) di piante di in-      nutrigenomica, con strutture dedicate
teresse agrario, al fine di sostenere la    per fermentazioni, modelli in-vitro di
produzione di piante con un impatto         cellule umane e modelli di microbio-
positivo sulla qualità della vita e sulla   ta intestinale. Questi diversi obiettivi
salute umana. Sono inoltre condotte         sperimentali puntano ad un unico
ricerche nel campo della biochimica         razionale che è alla base della nostra
della vite e della chimica enologica,       ricerca: il concetto di “one-health”,
finalizzate alla valorizzazione della       un’unica salute”, che unisce la salute
filiera e viene fornito un supporto         dell’ambiente, delle aziende agricole
scientifico specialistico ai programmi      e delle coltivazioni, della qualità de-
nazionali e comunitari di tracciabilità     gli alimenti e la nutrizione e la salute
dei prodotti agroalimentari finalizzati     umana.

Unità metabolomica
L’Unità, attraverso analisi di fingerprinting ed analisi mirate, sviluppa nuove
metodologie di studio e conoscenze sui composti nutrizionalmente e senso-
rialmente rilevanti, finalizzati a migliorare la comprensione dell’impatto della
dieta sulla salute umana e la produzione di alimenti a maggiore valore aggiun-
to. Si persegue lo studio dei meccanismi molecolari che sono alla base della
biosintesi dei composti secondari nelle piante, e la valorizzazione dei prodotti
della filiera vitienologica, al fine di migliorare la loro qualità rispondendo alle
esigenze dei produttori e consumatori, creando valore aggiunto.

Unità nutrizione e nutrigenomica
La mission della Unità è quella di misurare come i cibi e la alimentazione
modulino la salute dell’ospite e proteggano da malattie croniche attraverso
interazioni con il microbiota intestinale. Il gruppo di ricerca ha un interesse

                                                                                                                             13
speciale nei cibi fermentati (per es. prodotti caseari), cibi integrali vegetali, le
                                          loro frazioni bioattive (fibre, prebiotici e polifenoli) e i probiotici, ed ha come
                                          scopo principale quello di fornire investigazioni di tipo meccanistico su come
                                          agiscano tali cibi funzionali.

                                          Unità qualità sensoriale
                                          L’Unità cerca di comprendere i meccanismi alla base della qualità percepita
                                          degli alimenti e indagare i fattori fisiologici e psicologici che influenzano la
                                          percezione, lo sviluppo delle preferenze alimentari e il comportamento dei
                                          consumatori per supportare scelte alimentari associate a salute e benessere.
                                          Sostiene inoltre il mantenimento e lo sviluppo di una piattaforma sensoriale/
                                          strumentale/statistica innovativa per supportare la ricerca per la valorizzazione
                                          dei prodotti agroalimentari e l’innovazione di prodotto e di processo.

                                          Unità tracciabilità
                                          Svolge ricerca sull’utilizzo dell’analisi dei rapporti tra isotopi stabili di bioelemen-
                                          ti. Laboratorio di riferimento a livello nazionale, collabora con enti ufficiali di
                                          controllo e con istituti di ricerca dei vari stati membri della comunità europea.
                                          La ricerca all’interno dell’Unità si concentra sulla tracciabilità agroalimentare e
                                          di prodotti di eccellenza, come il legno, e su tecnologie utilizzabili in ricerche
                                          nel campo dell’ecologia, dell’idrologia, della fisiologia e della paleoclimatologia.

                                          Dipartimento di Agroecosistemi
                                          Sostenibili e Biorisorse (DASB)
                                          Per poter progettare e sviluppare si-        richieste dalla società moderna. Gli
Coordinatore                              stemi che al tempo stesso sostengano         approcci più innovativi della chimica,
Ilaria Pertot (fino al 31 gennaio 2017)   il benessere umano e la conservazio-         della fisiologia e della biologia mole-
Damiano Gianelle (dal 1° febbraio 2017)   ne del capitale naturale per le genera-      colare consentiranno l’accurata piani-
damiano.gianelle@fmach.it                 zioni future è necessario conoscere le       ficazione delle risorse agrarie e natu-
                                          complesse relazioni ed i meccanismi          rali e l’utilizzo di biorisorse per gestire
                                          d’interazione dell’ecosistema, saperne       gli impatti provocati negli ecosistemi
                                          valutare le risposte ed essere quindi in     dall’attività antropica. La compren-
                                          grado di adottare le pratiche più so-        sione dei meccanismi che stanno alla
                                          stenibili. La sfida del Dipartimento è       base degli equilibri ecosistemici è in-
                                          quella di integrare tecnologie innovati-     fatti rilevante sia per la protezione de-
                                          ve basate su processi a basso impatto        gli ecosistemi naturali che per un uti-
                                          alle esigenze di qualità e produttività      lizzo sostenibile delle colture agrarie.

                                          Unità ecologia forestale e cicli biogeochimici
                                          Studia le interazioni tra vegetazione, suolo e clima al fine di valutare l’effetto
                                          dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi e individuare modalità di gestione
                                          delle risorse in grado di mitigarli. A tal fine l’Unità di ricerca sviluppa diverse
                                          tipologie di modelli biogeochimici e approcci innovativi applicati alle misure sia
                                          ecosistemiche che a scala regionale (attraverso Lidar, iperspettrale, fluorescen-
                                          za, eddy covariance, phenocam).

                                          Unità entomologia agraria
                                          L’Unità è impegnata nella comprensione dei meccanismi di percezione e degli
                                          stimoli sensoriali nella comunicazione degli insetti. Lo scopo è quello di com-

14
prendere come gli insetti (e altri invertebrati dannosi e/o utili per l’agricoltura)
comunicano tra di loro e interagiscono con la pianta e con microorganismi
per mettere a punto sistemi di controllo integrato a base di semiochimici e
vibrazioni (come confusione sessuale, mass trapping, monitoraggi ecc) a basso
impatto ambientale.

Unità idrobiologia
Svolge ricerche sulla biodiversità e sull’evoluzione a lungo termine delle ca-
ratteristiche ecologiche e della qualità dei corpi d’acqua lacustri e fluviali della
regione alpina e perialpina. Si occupa, in particolare, degli effetti indotti dai
cambiamenti climatici, eutrofizzazione e alterazione dei regimi idrologici e
termici sugli ecosistemi e comunità acquatiche. A questo scopo, affianca le
tecniche di limnologia tradizionali ad un approccio multidisciplinare basato
su metabolomica, biologia molecolare e NGS, isotopi stabili, dati sensoriali ad
alta frequenza e, per gli studi a livello di bacino, ad un approccio eco-idraulico.

Unità patologia vegetale e microbiologia applicata
La mission dell’Unità è favorire la riduzione degli input chimici (prodotti fitosani-
tari o fertilizzanti), sviluppando principi attivi a basso rischio basati sui metaboliti
naturali prodotti dai microrganismi, sui microrganismi stessi (biofungicidi, bio-
stimolanti e/o biofertilizzanti) e sulle molecole antifungine prodotte dalle piante.
In collaborazione con l’industria questi prodotti innovativi sono messi a punto e
testati al fine di verificare l’assenza di effetti collaterali per uomo ed ambiente.

                                                                                           15
Dipartimento di Biodiversità
                         ed Ecologia Molecolare (DBEM)
                         Un elevato livello di biodiversità, de-      l’impatto dei cambiamenti della biodi-
Coordinatrice            finita come numero di specie o come          versità sul funzionamento degli eco-
Heidi Christine Hauffe   variabilità genetica totale entro po-        sistemi naturali, sulla presenza delle
heidi.hauffe@fmach.it    polazioni e comunità, è cruciale per         specie autoctone, sulla salute umana
                         il mantenimento del funzionamento            e veterinaria. La combinazione dei più
                         degli ecosistemi, della loro resilienza      aggiornati strumenti molecolari (es.
                         rispetto al cambiamento globale, e           molecular screening, genomica, meta-
                         della loro resistenza alla colonizza-        genomica, trascrittomica) con analisi
                         zione di specie aliene e di parassiti.       ecologiche, statistiche e modellistiche
                         Al fine di mantenerla nel tempo e            di tipo spaziale e temporale permet-
                         valorizzarla, il Dipartimento si occu-       te di formulare ipotesi sugli scenari
                         pa di misurare la biodiversità a tutti       futuri, suggerendo come migliorare
                         i livelli (genetico, di specie e di ecosi-   le pratiche gestionali degli ambienti
                         stemi), di capire le basi genetiche dei      naturali per mantenerne la diversità
                         processi di adattamento, speciazione         genetica e di specie, e così anche il
                         ed estinzione. Viene, inoltre, studiato      benessere umano.

                         Unità ecogenomica
                         La mission dell’Unità di ecogenomica è la caratterizzazione e lo studio della
                         biodiversità vegetale naturale, con particolare riferimento a quella del Tren-
                         tino e dell’ambiente alpino. L’uso della tassonomia integrata della filogenesi,
                         dell’ecologia molecolare e della fisiologia consentono di elucidare i principali
                         meccanismi alla base della generazione e del mantenimento della biodiver-
                         sità vegetale naturale e di stimare come la flora alpina potrebbe evolvere ed
                         adattarsi nel medio-lungo periodo a stress ambientali e cambiamento globale.

                         Unità ecologia applicata
                         La mission dell’Unità è di generare conoscenza sugli effetti conseguenti ai cam-
                         biamenti globali ed alla perdita di biodiversità sulle specie alpine e sulle relative
                         interazioni eco-sistemiche nonché sul rischio di diffusione di malattie pericolose
                         per la salute animale e umana. L’approccio utilizzato è fortemente interdiscipli-
                         nare combinando studi di epidemiologia molecolare, ecologia del movimento
                         animale, ecologia spaziale, geostatistica, modellistica matematica e statistica,
                         e analisi di big data tramite l’utilizzo di piattaforme informatiche innovative.

                         Unità genetica di conservazione
                         Ha il proprio focus di ricerca sulla conservazione e il ripristino della biodiversità
                         genetica alpina al livello di popolazione, spaziando dai microorganismi ai grandi
                         mammiferi, fino alle piante forestali, col fine di offrire un supporto scientifico
                         alle misure gestionali adottate a protezione di questa risorsa naturale. L’obietti-
                         vo di lungo termine è di stimare come la distribuzione della variabilità genetica
                         sia cambiata nello spazio e nel tempo, in relazione a variazioni nelle condizioni
                         ambientali e all’impatto antropico, con ricadute sulla tutela della biodiversità
                         animale e forestale, sui settori venatorio ed ittico, sul turismo e sulla produ-
                         zione animale (zootecnia).

16
Unità biologia computazionale
Le tecnologie “omiche” stanno trasfor-        fonti di dati diverse. L’Unità di biologia
mando le scienze della vita da discipline     computazionale gestisce l’infrastruttura              Responsabile
descrittive a discipline che producono        di High Performance Computing del CRI                Claudio Donati
grandi masse di dati. All’interno del         e garantisce lo storage e la tracciabili-    claudio.donati@fmach.it
Centro Ricerche e Innovazione, l’Unità        tà dei dati generati da tecnologie high
di biologia computazionale è il punto         throughput.
di riferimento per le attività di analisi
e modellazione statistica dei dati, con
particolare riferimento alle tecnologie
“omiche”. L’Unità coniuga una ricerca
originale nei metodi computazionali
alla collaborazione con gli altri gruppi
del CRI su una grande varietà di pro-
getti. L’attività di ricerca si articola in
cinque aree: la genomica, in particolare
delle piante da frutto, la metagenomi-
ca, la metabolomica, la trascrittomica,
la modellazione statistica dei dati, con
particolare enfasi sull’integrazione di

                                                                                                                17
Il Programma di Dottorato
               della Fondazione Mach (FIRS>T)
               Il Programma di Dottorato della Fon-       centrato lo sforzo della Fondazione
               dazione (FEM International Research        che coglie l’opportunità di dare una
               School of Trentino - FIRS>T) è nato nel    diretta ricaduta nell’economia delle
               2012 dalla fusione tra la rete di col-     attività di ricerca e sperimentali. L’ot-
               laborazione Genomics and Molecular         tenimento di finanziamenti comunita-
               Physiology of Fruit (GMPF) e le attività   ri per una dozzina di borse di dotto-
               di formazione di altri settori strategi-   rato industriali sono il chiaro esempio
               ci della Fondazione. Fin da subito la      della validità dell’approccio FEM.
               Scuola si è presentata come una tra        I nuovi percorsi di dottorato, già con
               le iniziative più ambiziose e innova-      quelli avviati nel corso del 2016, sa-
               tive lanciate dal CRI negli ultimi anni    ranno valorizzati nel contesto delle
               attivando circa 140 borse di studio e      altre iniziative intraprese da FEM in
               creando una solida rete di collabo-        questi ultimi anni (vedi il C3A presen-
               razione internazionale con il mondo        tato qui di seguito). Queste, in parti-
               accademico, con gli enti di ricerca ed     colare, rafforzeranno l’architettura
               il settore privato.                        organizzativa (con la creazione di ul-
               Proprio verso questo ultimo settore        teriori Scuole specifiche) e le opportu-
               nel corso degli ultimi mesi si è con-      nità di mobilità nello spazio europeo.

               FEM CAMPUS

                 03       05   06           07                                          10             13

     01   02      04                             08                           09              11      12

18
Il Centro Agricoltura, Alimenti
e Ambiente (C3A)
A settembre 2015 è stata approvata           mirando alla mitigazione dell’impatto
la convenzione tra la Fondazione Ed-         ambientale. Le attività di ricerca sono
mund Mach e l’Università di Trento           orientate allo sviluppo di un sistema
che istituisce a San Michele all’Adige       agricolo capace di reagire agli stress
il Centro Agricoltura Alimenti Am-           biotici ed abiotici, alla valorizzazio-
biente (C3A). Con questa iniziativa si       ne e trasformazione degli alimenti e
mira a valorizzare ulteriormente le          alla tutela dell’ambiente. La sinergia
consolidate collaborazioni tra le due        tra le due istituzioni favorirà la pro-
istituzioni. Il Centro, che si occuperà      duzione scientifica e permetterà la
sia di formazione universitaria sia di       partecipazione congiunta a progetti
ricerca, costituirà infatti un’area di la-   aumentando la competitività del si-
voro comune per docenti e ricercato-         stema trentino della ricerca a livello
ri che nelle due istituzioni partner si      internazionale.
occupano dei settori dell’agricoltura,
degli alimenti e dell’ambiente. Le te-
matiche riguarderanno i settori dell’a-
gricoltura sostenibile, puntando sulla
produzione di alimenti di qualità e

              14                                   01 Convitto

                                                   02 Cantina storica

                                                   03 Laboratorio Analisi

                                                   04 Antico Monastero Agostiniano - Uffici direzionali e amministrativi

                                                   05 Laboratori qualità alimentare e nutrizionale

                                                   06 Aula Magna

                                                   07 Centro Istruzione e Formazione - CIF

                                                   08 Centro servizi operativi

                                                   09 Centro Ricerca e Innovazione - CRI

                                                   10 Centro Trasferimento Tecnologico - CTT

                                                   11 Cantina di microvinificazione

                                                   12 Centro ittico

                                                   13 Palazzo della Ricerca e della Conoscenza / C3A

                                                   14 Laboratori fitopatologia

                                                                                                                           19
20
AGRICOLTURA
        AGRICOLTURA   21
Scoprire le dinamiche del microbioma
                     dell’ambiente agrario
                     per un’agricoltura sostenibile
                     L’utilizzo di prodotti fitosanitari e fer-   sua superficie e contribuiscono ad un
GIANFRANCO ANFORA    tilizzanti di sintesi chimica è un tema      gran numero di funzioni biologiche.
DARIO ANGELI         molto dibattuto a causa dei potenziali       Di conseguenza la biologia, l’ecologia
OSCAR GIOVANNINI     rischi posti alla salute umana e all’am-     e l’evoluzione possono rappresentare
CLAUDIA LONGA        biente. Per questo motivo la produ-          la base per lo sviluppo di soluzioni e
GERARDO PUOPOLO      zione sostenibile in agricoltura sta         bioagrofarmaci di prossima genera-
MICHELE PERAZZOLLI   divenendo una priorità per la ricerca        zione per il controllo dei patogeni e
ILARIA PERTOT        ed una sfida per il futuro.                  parassiti delle piante e di nuovi fer-
OMAR ROTA STABELLI   Un approccio molto promettente per           tilizzanti che possano promuovere la
                     individuare e sviluppare prodotti fito-      crescita vegetativa senza effetti inqui-
                     sanitari e fertilizzanti a basso impatto     nanti sull’ambiente.
                     è quello di sfruttare i microrganismi        In questo contesto, soprattutto quei
                     associati alla pianta e/o i loro metabo-     microrganismi associati alla pianta
                     liti. Per questo motivo il microbioma        fino ad ora poco studiati, potrebbe-
                     delle piante sta ricevendo una cre-          ro costituire la base per nuovi prin-
                     scente attenzione. Le piante, infatti,       cipi attivi per i futuri bioagrofarmaci.
                     sono naturalmente colonizzate da             Una soluzione attrattiva potrebbe an-
                     un grande numero di microrganismi            che venire dalla manipolazione della
                     (detti endofiti ed epifiti) che vivono in    microflora residente sulle piante,
                     relazione stabile o temporanea all’in-       mediante l’utilizzo di specifici fattori
                     terno dei tessuti della pianta o sulla       nutrizionali, al fine di favorire natural-

22
mente lo sviluppo della frazione degli       genoma, trascrittoma e proteoma di
agenti di biocontrollo.                      un ceppo benefico che di conseguen-
Esplorare le dinamiche delle comu-           za si risolve in una più veloce com-
nità microbiche potrebbe anche por-          prensione del meccanismo d’azione.
tare all’individuazione di nuovi com-        Lo studio simultaneo del trascrittoma
posti attivi che sono rilasciati solo in     e del proteoma di un patogeno, della
difesa contro specifici organismi. In        sua pianta ospite e del biopesticida
aggiunta l’utilizzo di composti volatili     potranno chiarire ulteriormente le
organici prodotti dai microrganismi,         interazioni a livello biotrofico nell’a-
come agenti antifungini, induttori di        gro-ecosistema. La conoscenza della
resistenza o composti attrattivi per la      composizione delle comunità micro-
cattura degli insetti, potrebbe aprire       biche e delle loro dinamiche è inoltre
la strada a modalità nuove ed ancora         cruciale per la scelta delle pratiche
inesplorate di controllo di parassiti        agronomiche più appropriate per pre-
e malattie. Le cosiddette tecnolo-           servare la salute e la qualità biologica
gie “omiche” stanno accelerando la           del suolo.
comprensione delle interazioni mi-           FEM ha già sviluppato numerose so-
crobiche, grazie alle quali si potran-       luzioni contro patogeni e parassiti ba-
no migliorare l’efficacia e la stabilità     sate su sostanze attive di natura mi-
d’azione dei bioagrofarmaci. In par-         crobica in collaborazione con aziende
ticolare queste tecnologie possono           del settore e ha numerose soluzioni
contribuire alla caratterizzazione del       in corso di sviluppo nella sua filiera.

La viticoltura in Trentino
ieri, oggi e domani
Le origini della viticoltura trentina        Michele all’Adige nel 1874 ed in par-
sono ben documentate nel volume              ticolar modo l’opera di Rebo Rigotti,             ROBERTO ZORER
del 2010 di Stefanini e Tomasi “Anti-        culminata con la redazione della Car-        ALESSANDRA LUCIANER
chi vitigni del Trentino”, nel quale si      ta viticola del Trentino nel periodo             EMANUELE ECCEL
fanno risalire le prime attestazioni         1950-1962, un corpus di documenti
addirittura all’età del Bronzo antico        risultato dell’indagine commissionata
(1800-1600 a.C.). Reti, Etruschi e so-       dal Comitato Vitivinicolo di Trento nel
prattutto l’Impero Romano hanno              1950, recentemente riordinato, digi-
contribuito alla diffusione della vite       talizzato e pubblicato in rete (sul sito
nelle principali vallate.                    web www.cartaviticola.fmach.it) dalla
Come nel resto d’Europa la viticoltura       Biblioteca della Fondazione Edmund
trentina ha dovuto superare diversi          Mach e dal Consorzio di Tutela Vini
momenti di crisi dovuti sia a fattori        del Trentino con il contributo della
ambientali, quali la Piccola Era Glacia-     Fondazione Caritro.
le con la grande gelata del 1709, sia        L'obiettivo era acquisire dati e infor-
a calamità parassitarie come oidio           mazioni analitiche sullo stato della
(dal 1850), peronospora (dal 1884) e         viticoltura trentina nel delicato mo-
fillossera a partire dal 1907, che pro-      mento storico del secondo dopo-
vocarono una forte crisi economica,          guerra, al fine di orientare e governa-
abbandono delle campagne e feno-             re lo sviluppo successivo del settore,
meni di emigrazione. Una descrizione         indirizzando il miglioramento tecnico
dettagliata della distribuzione della vi-    e produttivo in funzione sia della vo-
ticoltura a inizio Novecento è presente      cazione dei singoli territori, sia delle
nella “Guida viticola illustrata del Tren-   nuove esigenze dei consumatori.
tino” di A. Comai e L. Oberziner (1901)      Oggi la distribuzione varietale sul terri-
e ne “Il Trentino” di C. Battisti (1915).    torio provinciale è continuamente mo-
Al rilancio della viticoltura contribuì      nitorata sulla base delle dichiarazioni
la nascita dell’Istituto Agrario di San      contenute nei fascicoli aziendali con

                                                                                             AGRICOLTURA   23
riferimenti catastali precisi. Un esem-    dei vigneti (proveniente dalla mappa
     pio di carta viticola digitale è rappre-   “Uso del Suolo Reale Urbanistica ed.
     sentato dal portale WebGIS del pro-        08/2003” del PAT-SIAT) e della dispo-
     getto PICA (CAVIT s.c., MPA Solutions,     nibilità di scenari di cambiamento cli-
     FEM, con il contributo di PAT-APIAE        matico dettagliati sul Trentino è stato
     L.P. 6/99), che copre un territorio di     possibile formulare delle ipotesi su
     circa 5.500 ettari, poco più della metà    quella che potrebbe essere la viticol-
     della superficie vitata complessiva.       tura di domani ed individuare le aree
     Sulla base della distribuzione attuale     di potenziale espansione.

24
Non solo foglie:
un nuovo metodo per valutare
la resistenza alla peronospora
su infiorescenze di vite
La vite è coltivata in tutto il mon-         × V. vinifera) che mostrano una resi-
do per la produzione di vino, frutta         stenza duratura alla peronospora in         DANIELE BUONASSISI
fresca e uva passa, e gioca un ruolo         campo. Finora le analisi in vitro per la       LUCA CAPPELLIN
centrale nell’economia di molti pae-         valutazione della resistenza alla pe-          CHIARA DOLZANI
si. Sfortunatamente, la viticoltura è        ronospora si sono basate su dischetti       RICCARDO VELASCO
messa in pericolo da numerosi pato-          fogliari che non sempre portano ad            ELISA PERESSOTTI
geni tra cui la peronospora, causata         una corretta predizione dello svilup-           SILVIA VEZZULLI
dall’oomicete Plasmopara viticola. La        po della malattia sull’infiorescenza o
specie più coltivata di vite (Vitis vini-    grappolo, e quindi della produzione
fera L.) è altamente suscettibile alla       e qualità finali. Infatti la natura orga-
peronospora che causa epidemie e             no-specifica della maggiore o minore
perdite di raccolto, specialmente nel-       suscettibilità alla peronospora rilevata
le regioni con clima temperato-umi-          in alcune varietà ibride rende compli-
do durante la stagione vegetativa. Per       cato dedurre la risposta dalle foglie e
controllare la malattia sono richieste       al frutto e viceversa.
frequenti applicazioni di fungicidi con      Durante un progetto di dottorato,
conseguente inquinamento ambien-             sulla base di osservazioni in vigneto
tale e rischi per la salute umana. Nel       non trattato, abbiamo sviluppato un
corso degli ultimi decenni, sono stati       nuovo metodo per la valutazione in
ottenuti alcuni ibridi di vite (Vitis spp.   vitro della resistenza alla peronospo-

                                                                                          AGRICOLTURA     25
ra su infiorescenze di una decina di        ze medio-suscettibili. A questo punto
                      ibridi di vite. Abbiamo identificato lo     abbiamo confermato i nostri risultati
                      stadio fenologico di bottoni fiorali        anche in vivo su infiorescenze cre-
                      come il più affidabile e adatto per le      sciute in serra, cioè in un ambiente
                      valutazioni in vitro, ovvero median-        con condizioni controllate. Questo è
                      te inoculo su infiorescenze staccate,       stato possibile grazie alla produzio-
                      usando in parallelo test sui dischetti      ne di talee fruttifere, una particolare
                      fogliari al fine di confrontare la diver-   tecnica agronomica che consente di
                      sa risposta al patogeno tra foglia e        avere infiorescenze in soli tre mesi.
                      infiorescenza. In linea di massima, gli     L’identificazione di ibridi che mostra-
                      ibridi con foglie resistenti mostrava-      no una risposta diversa al patogeno
                      no infiorescenze resistenti, quelli con     su organi differenti apre la via a ulte-
                      foglie suscettibili presentavano infio-     riori indagini, al fine di capire i mec-
                      rescenze suscettibili, mentre alcuni        canismi molecolari che sono alla base
                      ibridi (es. Cabernet Cortis) con foglie     di questo fenomeno di importanza
                      medio-resistenti avevano infiorescen-       agronomica e commerciale.

                      Controllo genetico del contenuto
                      e della composizione di flavonoidi
                      nell’acino d’uva
                      I flavonoidi sono una classe di me-         corso dell'evoluzione è la capaci-
LAURA COSTANTINI      taboliti secondari con svariate fun-        tà di attirare gli uccelli, favorendo
GIULIA MALACARNE      zioni nello sviluppo della pianta,          così la dispersione dei semi. Oggi lo
MARIA STELLA GRANDO   nella riproduzione e nella risposta         stesso colore rosso attira lo sguardo
CLAUDIO MOSER         di difesa a stress. Nell’uomo questi        di chi assaggia un bicchiere del pro-
                      composti assunti con la dieta han-          prio vino preferito. I flavonoli hanno
                      no proprietà antiossidanti, antimi-         un ruolo meno evidente, in quanto
                      crobiche, antitumorali, effetti pro-        proteggono dai raggi UV fiori, foglie
                      tettivi sul sistema cardiovascolare,        e frutti. Stabilizzano anche il colore
                      motivo per cui vengono utilizzati in        del vino mediante co-pigmentazione
                      campo alimentare e farmaceutico.            con gli antociani. La concentrazione
                      Il colore rosso delle uve è determi-        e l’abbondanza relativa di antociani e
                      nato dagli antociani. Tra le loro in-       flavonoli differiscono tra varietà, de-
                      numerevoli funzioni, quella che ne          terminando la tipicità di ciascun vino.
                      ha consentito la conservazione nel          Nell’ultimo decennio, sono stati fatti

26
grandi progressi nel comprendere i           finora poco indagati, come il seque-
processi alla base del loro accumulo         stro e la degradazione, o completa-
nella buccia. Tuttavia, restano ancora       mente trascurati, come l’aggiunta di
da chiarire alcuni aspetti, tra cui i det-   gruppi carbossilici.
tagli molecolari della diversità tra va-     Per i flavonoli si è osservato, per la
rietà e l'interdipendenza nella sintesi      prima volta, un meccanismo di re-
delle due classi di composti.                golazione comune agli antociani, in
Per far luce su questi punti, abbia-         aggiunta a varie regioni mQTL speci-
mo adottato un approccio integrato           fiche, contenenti fattori responsabili
combinando dati metabolici, genetici         dell’attivazione genica, del trasferi-
e di espressione genica in una pro-          mento di gruppi metile e zuccherini
genie di 170 piante derivata dall’in-        e della risposta al segnale luminoso
crocio tra ‘Syrah’ e ‘Pinot Nero’, con       UV-B. La scoperta di tali fattori gene-
ampia variabililtà nel contenuto di          tici ha una notevole rilevanza scien-
tali composti. La collaborazione e           tifica perché suggerisce i geni più
condivisione di competenze tra grup-         promettenti per ulteriori approfon-
pi di ricerca in FEM hanno permes-           dimenti funzionali. Non da meno,
so di ottenere importanti risultati.         rappresenta uno strumento prezioso
In particolare, l’analisi delle predizio-    per la selezione di nuove varietà con il
ni geniche sottese alle regioni mQTL         miglior contenuto ed assortimento di
(“metabolic Quantitative Trait Loci”)        antociani e flavonoli dal punto di vista
e la valutazione del loro profilo di         viti-enologico.
espressione in individui con diverso
accumulo metabolico hanno reso
possibile l’identificazione di nuovi geni
candidati al controllo della biosintesi
di flavonoidi. Per gli antociani, sono
state acquisite informazioni su aspetti

                                                                                        AGRICOLTURA   27
Cisgenesi e genome editing:
                      nuove opportunità per il breeding
                      delle piante da frutto
                      La recente applicazione delle nuove         sa specie senza l’ausilio del marcatore
LORENZA DALLA COSTA   tecnologie di breeding alle piante di       di selezione, a FEM è stata messa a
STEFANO PIAZZA        interesse agrario avrà probabilmente        punto una strategia di successo. Que-
CLAUDIO MOSER         un forte impatto nella coltivazione di      sta si basa su un trasferimento genico
RICCARDO VELASCO      tali specie negli anni a venire. Queste     classico via agrobatterio e sull’uso di
MICKAEL MALNOY        tecnologie permettono di ottenere           un gene di selezione (resistenza ad
                      piante resistenti a malattie o con tratti   antibiotico o altro criterio selettivo).
                      qualitativi migliorati mediante “opera-     Tuttavia, una volta ottenuta l’integra-
                      zioni molecolari chirurgiche”, minimali     zione del DNA esogeno, le sequenze
                      e mirate, sul genoma della pianta in        non più desiderate vengono rimosse
                      tempi molto più brevi rispetto ai tra-      tramite una ricombinazione sito-spe-
                      dizionali programmi di breeding. Men-       cifica indotta con trattamento termi-
                      tre nelle piante annuali i progressi        co. A FEM stiamo ora usando questa
                      nell’applicazione della “cisgenesi” e       tecnologia per introdurre in melo geni
                      del genome editing sono già una re-         di resistenza alla ticchiolatura.
                      altà, nelle specie perenni, come gli        Relativamente alla seconda tecnica
                      alberi da frutto di vite e melo, riman-     denominata genome editing la FEM è
                      gono ancora molti passi da compiere.        fortemente impegnata a sperimen-
                      Per quanto riguarda la “cisgenesi” che      tare diverse strategie per la veicola-
                      prevede l’inserzione nel genoma della       zione del sistema CRISPR/Cas9 in vite
                      pianta di un gene derivato dalla stes-      e melo con l’obiettivo di individuare

28
quella più efficace per silenziare i        nalità del sistema CRISPR/Cas9 ai fini
geni bersaglio senza tuttavia intro-        dell’inattivazione di geni di suscettibi-
durre sequenze esogene nel DNA              lità che impediscono al patogeno di
della pianta. Questo è un traguardo         riconoscere la pianta ospite, preve-
molto ambizioso in quanto implica la        nendo così l’insorgenza della malat-
rinuncia al gene di selezione, fonda-       tia. Tra questi vi è il gene VvMLO7 di
mentale per la selezione delle cellule/     vite per il quale, abbiamo dimostrato
embrioni modificati. Parallelamente         un ruolo chiave nella suscettibilità a
all’ottimizzazione della metodologia,       oidio, e i geni MdDIPM e MdHIPM di
FEM vuole dimostrare, insieme a par-        melo, che sono responsabili della su-
tners privati internazionali, la funzio-    scettibilità al colpo di fuoco batterico.

Programmi di breeding in FEM
La costituzione di una nuova varietà        carattere autodiradante. Le linee di ri-
comporta un lungo lavoro di selezio-        cerca qui esposte hanno dato 5 pro-         PIERLUIGI MAGNAGO
ne che inizia dall’incrocio fra 2 varietà   dotti finiti (varietà registrate) e nume-     MARCO STEFANINI
con caratteristiche d’interesse, pro-       rosi prodotti intermedi. Tutti questi            LARA GIONGO
cesso che dura anche venti o trenta         materiali sono funzionali agli obiettivi     RICCARDO VELASCO
anni nel melo e nella vite, qualche         desiderati e allo sviluppo di ulteriori      IVANA BATTOCLETTI
anno in meno nei piccoli frutti.            accessioni dotate di caratteri distintivi         GIULIA BETTA
Per avere probabilità di successo un        nuovi ed accattivanti, in grado di pro-         MARCO CALOVI
progetto di miglioramento genetico          muovere un maggior valore aggiunto          ANDREA CAMPESTRIN
deve tendere ad anticipare aspettati-       rispetto alle varietà tradizionali.          SILVANO CLEMENTI
ve, esigenze, bisogni e necessità futu-     Il programma di miglioramento ge-           MONICA DALLASERRA
re. Tra i nuovi obiettivi del progetto      netico della vite è stato sviluppato          CINZIA DORIGATTI
melo si segnalano il minor impatto          ricorrendo ad incroci tra varietà di            TIZIANO TOMASI
sull’ambiente e l’incremento di com-        V. vinifera scelte sulla base delle ca-        MONICA VISINTIN
posti salutistici, spesso presenti in       ratteristiche colturali e della qualità            LUCA ZULINI
vecchie varietà. Si cerca anche lo svi-     dell’uva. A tale scopo sono stati se-
luppo di varietà con frutti di piccolo      lezionati oltre 20.000 semenzali, 250
calibro, di forme allungate o piatte, di    sono in valutazione con il vino pro-
polpa aranciata o rossa o ad imbru-         dotto e circa 20 sono in prova in di-
nimento lento dopo il taglio, con di-       verse zone d’Italia e all’estero. I primi
verso rapporto dolce/acido, infine con      risultati hanno portato all’iscrizione di

                                                                                          AGRICOLTURA   29
4 genotipi al Registro Nazionale delle      zioni fuori suolo e sono finalizzati a
     Varietà di Vite da Vino con la coper-       produrre nuove varietà per i produt-
     tura da brevetto vegetale in Europa e       tori locali e non, per mercati diversi
     USA. Sono stati inoltre effettuati dal      in Europa. I produttori coinvolti con-
     2008 incroci tra V. vinifera e individui    tribuiscono in maniera preziosa gra-
     di non-Vinifera resistenti alle malattie    zie alla precisa conoscenza sia dello
     fungine, peronospora e oidio. A tale        specifico ambiente di coltivazione sia
     scopo sono state realizzate linee di        della coltura. L’obiettivo di migliora-
     genotipi con i geni di resistenza pro-      mento principale dei due programmi
     venienti da diverse risorse genetiche.      è rappresentato dalla qualità del frut-
     Attualmente circa 200 genotipi ma-          to, sebbene le resistenze della pianta
     nifestano resistenza alle malattie e        siano un prerequisito di selezione. La
     sono sottoposti alla valutazione qua-       produzione di circa 12.000 semenzali
     litativa. L’attività produce circa 30.000   all’anno di mirtillo e di circa 8.000 di
     vinaccioli annui e la selezione fenoti-     lampone sono finalizzati a seleziona-
     pica di circa 12.000 semenzali.             re nuovi genotipi con migliori texture,
     I programmi di miglioramento geneti-        sapore, conservabilità e con un ampio
     co di mirtillo e lampone in FEM hanno       spettro di stagionalità di produzione.
     avuto inizio nel 2009 e si stanno svi-
     luppando come programmi decentra-
     lizzati, che includono molto precoce-
     mente nel processo di selezione sia il
     target ambientale, sia tecniche di col-
     tivazione diverse. A seconda delle ca-
     ratteristiche genetiche delle progenie,
     vengono sfruttati quindi il sito FEM in
     Trentino e siti a latitudini inferiori. I
     programmi sono condotti in condi-

30
NUOVI PROGETTI

GrAptaResistance: idee innovative contro
la peronospora della vite
MONICA COLOMBO, MICHELE PERAZZOLLI, RICCARDO VELASCO, SILVIA VEZZULLI

La peronospora, causata dall’oomicete Plasmopara viticola, è una delle più gravi
malattie della vite, responsabile di ingenti perdite produttive. GrAptaResistan-
ce, progetto di ricerca in collaborazione con l’Università di Milano, mira allo
sviluppo di molecole naturali innovative per la lotta a questo patogeno, per
una maggiore salvaguardia dell’ambiente e della salute umana.

Progetto Euregio VITISANA: l’introduzione
di nuovi vitigni resistenti in Trentino
SILVIA VEZZULLI, MARCO STEFANINI, LUCA ZULINI, RICCARDO VELASCO

Questo progetto sui nuovi vitigni resistenti alle maggiori malattie fungine (Pe-
ronospora, Oidio, Botrite) mira a proporre soluzioni alle maggiori problemati-
che relative alla adozione nei nostri territori di questi nuovi vitigni. Il progetto
riguarda l’identificazione dei tratti indesiderati che ancora frenano la loro af-
fermazione, allo scopo di favorirne la diffusione, soprattutto in quegli ambien-
ti dove, per legge o per opportunità, sia necessario coltivare vitigni che non
richiedano trattamenti con prodotti fitosanitari di sintesi e nelle coltivazioni
biologiche.

INTERFUTURE: dalle interazioni microbiche
ai biopesticidi e biofertilizzanti di nuova generazione
ILARIA PERTOT, MICHELE PERAZZOLLI, GERARDO PUOPOLO, GIANFRANCO ANFORA

Il progetto Interfuture si basa su un programma di dottorato finanziato attra-
verso le azioni Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) del programma Horizon
2020 con lo scopo di produrre biopesticidi e biofertilizzanti di terza generazione
per il controllo dei patogeni e parassiti delle piante e di nuovi fertilizzanti che
possano promuovere la crescita vegetativa senza effetti inquinanti sull’ambien-
te. Il progetto coinvolge 11 istituzioni partecipanti da tutta Europa e si svilup-
perà attraverso il lavoro di 11 dottorandi che si formeranno per metà del tem-
po nella ricerca accademica e per metà del tempo con esperienza nell’industria.
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