Piani di Settore
 

DM 27011 del 30 novembre 2010

 

OLEA (OLea europaea ADVANCES)

OLEA - GENOMICA E MIGLIORAMENTO GENETICO DELL'OLIVO


SOGGETTO PROPONENTE

Dipartimento di Produzione Vegetale, Università degli Studi della Tuscia
Indirizzo: Via S. Camillo De Lellis snc, 01100 Viterbo
Tel.: 0761 357554, Fax: 0761 357558, e-mail: s_dpv@unitus.it

 

COORDINATORE DEL PROGETTO

Prof. Rosario Muleo
Dipartimento di Produzione Vegetale, Università degli Studi della Tuscia
Via S. Camillo De Lellis snc
Tel: 0761-357532   0761-357531 e-mail: muleo@unitus.it

IMPORTO

Importo: contributo concesso di € 999.999,00  pari al 99% circa del costo ammesso di € 1.010.100,00

 

PARTNER COINVOLTI

 

PRESENTAZIONE DEL PROGETTO

Il Progetto OLEA propone di attuare ricerche finalizzate allo sviluppo di mezzi e prodotti e all'acquisizione di conoscenze indispensabili per la salvaguardia delle produzioni olivicole delle regioni italiane, per la individuazione e selezione di cloni e per il miglioramento genetico dell' olivo (nuovi portinnesti e varietà tradizionali migliorate), con particolare riferimento a: (1) aumento della produttività e precocità di entrata in fruttificazione, (2) aumento della resistenza ai principali patogeni (Verticillium dahliae) e parassiti (Bactrocera oleae), (3) aumento della resistenza agli stress abiotici (freddo, salinità, siccità), (4) adattamento dell'albero ai diversi sistemi di coltivazione, (5) miglioramento della qualità commerciale, nutrizionale e organolettica e del valore salutistico dell'olio e delle olive.
A tali fini sono ritenuti strategici i seguenti obiettivi:
Analisi della sequenza e della struttura del genoma;
Caratterizzazione molecolare, fenotipica e fitosanitaria del germoplasma coltivato e spontaneo mediante metodi validati a livello internazionale;
Sviluppo di marcatori molecolari associati a importanti caratteri agronomici; Identificazione e caratterizzazione dei geni coinvolti nei principali processi biologici;
Comprensione dei sistemi di regolazione dell'espressione genica implicati nel metabolismo della drupa e degli altri organi della pianta e nelle capacità adattative e riproduttive;
Selezione di nuovi genotipi e portinnesti adatti ai diversi modelli di olivi coltura del variegato territorio italiano.

 

PIANO DI ATTIVITA'

Il Progetto OLEA è suddivido in 10 Work Package (WPs), per i quali sono previste le seguenti attività, per il Primo Anno di Attività:

1. Coordinamento. Le attività di ricerca del progetto sono state coordinate da un Consiglio Scientifico costituito dai responsabili dei Work Package, presieduto dal coordinatore nazionale. Il coordinatore nazionale, in collaborazione al responsabile/i di ciascun WP,
provvederà a monitorare lo stato di avanzamento delle attività trimestralmente e, con cadenza analoga, monitorerà l'attività amministrativa delle UUOO. Alla fine del secondo semestre verrà redatta una relazione sullo stato di avanzamento delle attività scientifiche e sulla situazione amministrativa e finanziaria. Il coordinamento avrà la funzione di garantire l'interscambio delle informazioni e dei materiali e l'operatività di tutti i gruppi.
Il coordinamento inoltre organizzerà degli incontri pubblici per diffondere e organizzare la gestione delle informazioni e dei risultati per un efficace sfruttamento degli stessi.

2. Genomica strutturale. Si propone la produzione di un draft della sequenza del genoma, la sua annotazione dal punto di vista del contenuto in geni e in elementi ripetuti e il collegamento della sequenza alla mappa genetica, per facilitare l'individuazione di geni, sequenze di regolazione e marcatori utili alla selezione.
Risultati:
- Produzione di una sequenza di tipo draft del genoma, annotata dal punto di vista del contenuto in elementi ripetutie collegata alla mappa genetica;
- Tale sequenze potrà essere utilizzabile per l'individuazione  di geni utili per il miglioramento genetico della specie.

3. Genomica funzionale. Si intendono definire repertori di geni espressi e profili di espressione genica e proteica su numerosi genotipi coltivati e su tessuti di diversi organi bersaglio, sedi di processi e funzioni fisiologiche dello sviluppo della pianta e degli organi riproduttivi.
Risultati:
- Descrizione estesa di repertori di geni espressi e dei profili di espressione genica e proteica da diversi genotipi e da tessuti di organi target, sedi di processi e funzioni fisiologiche dello sviluppo;
- Identificazione e selezione di funzioni geniche coinvolte nei processi fisiologici di interesse;
- Identificazione di polimorfismi SNP;
- Isolamento di geni candidati a svolgere funzioni chiave nell'ambito dei network regolatori che sottendono all'architettura della pianta, allo sviluppo del fiore e del frutto e alla resistenza a stress biotici e abiotici;
- analisi microarrays con piattaforma Combimatrix su stadi di sviluppo del fiore/frutto;
- Determinazione di profili di espressione proteica tramite saggi di LCIMS di estratti proteici del frutto;

4. Caratterizzazione delle risorse genetiche e breeding. L'attività ha come obiettivi: i) il riordino, la caratterizzazione genetica e fenotipica e la definizione dello stato sanitario delle varietà italiane di maggiore interesse per le regioni olivi cole, anche ai fini della tracci abilità molecolare dei prodotti e ii) la selezione di nuovi genotipi (cultivar e portinnesti) attraverso un piano di miglioramento genetico per incrocio tra varietà tradizionali e selezione assistita da differenti strumenti molecolari per la valutazione dei caratteri utili.
Risultati:
- Genotyping con nuovi marcatori plastidiali di cultivar italiane di riferimento per tracciabilità.
- Genotyping con nuovi marcatori SNP e SSR di cultivar italiane di riferimento per tracciabilità.
- Raccolta primi dati fenotipici degli individui delle progenie da incrocio per mappatura QTL.
- Raccolta dati sui genotipi sottoposti a selezione.
- Materiale vegetale pronto per l'avvio delle prove in campo.

5. Sviluppo di una piattaforma bioinformatica. La piattaforma bioinformatica servirà ad elaborare i dati ottenuti dal sequenziamento genomico per tradurli in conoscenze sui geni e sulla loro annotazione strutturale e funzionale, ad integrare i dati ottenuti dalle attività di genomica strutturale e funzionale con le informazioni relative alle risorse genetiche e al breeding ed infine essa consentirà lo sviluppo e l'implementazione di un sistema avanzato di interrogazione dei database.
Risultati:
- Identificazione ed annotazione funzionale dei geni di olivo.
- Sviluppo ed implementazione di diversi strumenti bioinformatici.
- Realizzazione delle interfacce necessarie per l'accesso alle risorse tramite Internet.

6. Analisi degli organi riproduttivi e dei frutti. Si intendono individuare e comprendere i processi biologici e fisiologici che controllano il cambiamento di fase nella specie, la regolazione annuale dell'induzione fiorale, lo sviluppo degli organi riproduttivi e i meccanismi di auto-sterilità. Verranno altresì analizzati a livello molecolare i processi di sviluppo e maturazione del frutto e il metabolismo relativo ai composti primari e secondari veicolati nell'olio.
Risultati:
- Individuazione dei meccanismi genetico-molecolari che regolano l'interazione polline-pistillo nel fiore maturo e che sono alla base del processo di fecondazione e dell'allegazione del frutto.
- Analisi ormonali in frutti persistenti e cascolanti.
- Sintesi di librerie cDNA da frutti e analisi del trascrittoma.
- Analisi metabolomiche e di espressione di specifici geni legati a parametri qualitativi del frutto.
- Trascritti coinvolti nel metabolismo dei polifenoli del frutto che contribuiscon alle caratteristiche qualitative dell' olio.

7. Studio dell'architettura dell'albero. Si propone l'individuazione e la comprensione dei processi di crescita della pianta, dell'interazione tra i diversi organi, del controllo della vigoria e della ramificazione della chioma e della regolazione dello sviluppo dell' albero in funzione della densità di impianto e della forma di allevamento.
Risultati:
- Selezione di portinnesti  capaci di ridurre la vigoria della pianta.
- Definizione delle più appropriate combinazioni portinnesto/nesto.
- Ottenimento di nuovi genotipi da impiegare come portainnesti.
- Geni implicati nello sviluppo, crescita e vigoria della pianta.

8. Resistenza agli stress. Per gli stress biotici le attività previste includono l'identificazione e caratterizzazione di geni coinvolti nella resistenza all'attacco del patogeno Verticillium dahliae, e della mosca (Bactrocera oleae) e la definizione dei profili metabolico e proteico correlati alla risposta della pianta a questi agenti. Inoltre sono state condotte attività riguardanti le principali virosi e lo studio degli elementi trasponibili di tipo retro virale introgressi ancestralmente nel genoma di olivo. Sono state studiate le risposte adattative dell'olivo a stress ambientali con particolare riferimento allo stress idrico-salino ed allo stress da freddo, al fine di definire le basi molecolari dei processi di adattamento e di vernalizzazione della pianta.
Risultati:
- Campioni di RNA di alta qualità idonei per sequenziamento.
- Alcune gigabasi di sequenze che descrivono tutti i messaggeri presente nei tessuti analizzati.
- Identificazione di geni indotti/repressi in risposta a freddo.
- Polimorfismi SNP su sequenze espresse.
- Identificazione  dei pathway metabolici coinvolti nei meccanismi di tolleranza/suscettibilità a freddo in olivo.
- Alcune gigabasi di sequenze che descrivono tutti i messaggeri presente nei tessuti analizzati.
- Identificazione di geni indotti/repressi in risposta a Verticillium.
- Identificazione di trascritti putativamente coinvolti nella risposta della pianta all' attacco della mosca.
- Validazione di pool di trascritti tramite RT-PCR Quantitativa.
- Sviluppo di nuovi marcatori SNP su trascritti per la resistenza/suscettibilità alla mosca.

9. Metabolismo e fisiologia. E' da considerarsi propedeutico alle altre attività e ci si propone di studiare la variabilità dei metaboliti del frutto nelle varietà di maggiore interesse per le diverse regioni olivicole italiane, con particolare attenzione ai composti di interesse salutistico, alle relazioni tra enzimi endogeni e composti fenolici e volatili del frutto e dell' olio vergine di oliva.
Risultati:
Panoramica della variabilità quali-quantitativa del corredo fenolico di cultivar e della sua evoluzione nel corso della maturazione, da relazionare con i risultati delle indagini genetiche e del corredo enzimatico, costituendo un supporto per l'intera indagine. Evidenziare relazioni tra condizioni ambientali di coltivazione e sintesi dei metaboliti secondari. I risultati consentiranno di definire, regione per regione, il set di varietà di interesse strategico per il rilancio di produzioni locali di eccellenza. Crescita dei tessuti del frutto e curve di inoliazione in funzione dello stato idrico.

10. Piano di sfruttamento dei risultati e ricadute. I risultati derivanti dalle ricerche pianificate rappresenteranno uno strumento innovativo e propulsivo per aumentare l'efficienza produttiva in termini qualitativi, economict ed ambientali nel settore olivicolo, di importanza fondamentale per l'agricoltura del nostro paese. Essi verranno messi a disposizione della comunità scientifica internazionale, degli operatori della filiera, delle associazioni dei produttori, dei servizi di assistenza tecnica, delle industrie alimentari, meccaniche e oleicole, degli stakeholders interessati alla produzione, commercio e consumo dei prodotti, delle autorità nazionali e locali. Essi dovranno rappresentare un contributo significativo al rilancio della produzione oleicola italiana nel mondo.
Risultati:
- Costituzione di un sistema informatico.
- Avvio delle costituzione di un Consorzio.
- Generazione di sistemi molecolari e diagnostici di largo impiego.

Negli anni successivi, ove fossero disponibili ulteriori fmanziamenti richiesti, potranno essere portate a termine tutte le attività dei Work Package raggiungendo così gli obiettivi designati.
I gruppi di ricerca partecipanti ad OLEA, organizzati nelle DUOO, costituiscono una rete di laboratori che raggruppa conoscenze e competenze multidisciplinari e tecnologie avanzate, costituendo un insieme di eccellenza nel panorama della ricerca internazionale, mirante allo sviluppo e all'applicazione di metodologie di analisi omiche nella specie Olea europaea L.



 

AZIONI DI DIVULGAZIONE

Non disponibile

CONTATTI

Prof. Rosario Muleo
Dipartimento di Produzione Vegetale, Università degli Studi della Tuscia
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Tel: 0761-357532   0761-357531 e-mail: muleo@unitus.it

 

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