Laboratorio di Biotecnologie vegetali

Lab Biotec Veg - Immagine

Responsabile: Prof. Anca Macovei

Collaboratori: Conrado Jr. Dueñas (post-doc), Adriano Griffo (Dottorando), Sri Amarnadh Gupta Tondepu (Dottorando), Hisham Wazeer (Dottorando), Nicola Bosco (Dottorando)
 

Tematiche di ricerca:

  • DDR (DNA Damage response) nella risposta della pianta agli stress genotossici. I meccanismi DDR mirano specificatamente ad aiutare le piante ad affrontare gli effetti dannosi dello stress genotossico. DDR è definita come una via di trasduzione del segnale che rileva i segnali di danno al DNA e li trasduce per eseguire risposte cellulari (riparo del DNA, arresto del ciclo cellulare, morte cellulare programmata, endoreduplicazione). Le specie reattive dell’ossigeno (ROS) agiscono sia come molecole segnale che come molecole dannose, a seconda della loro concentrazione e localizzazione cellulare. Collegamenti tra ROS e DDR sono ipotizzati ma non completamente elucidati. In questa tematica ci proponiamo di caratterizzare al livello molecolare di geni coinvolti nella DDR utili a definire i profili di resistenza a stress genotossici nelle piante.
  • MicroRNAs: ruolo nel DDR e trasferimento cross-kingdom. Un aspetto fondamentale dei processi di regolazione della trascrizione riguarda l’attività dei microRNA. I miRNA contribuiscono alla modulazione dell’espressione genica a livello post-trascrizionale inducendo repressione della traduzione o silenziamento genico. È attiva una linea di ricerca che si propone di indagare il ruolo dei miRNA nella risposta della pianta agli stress genotossici e nel contesto dei meccanismi del riparo del DNA. Stiamo indagando il possibile coinvolgimento dei miRNA nella regolazione dei processi cross-kingdom tramite approcci bioinformatici.
  • Sviluppo di metodi non invasivi per la qualità del seme. Una valutazione precoce, affidabile e non invasiva della qualità dei semi costituisce uno strumento prezioso per ottimizzare la produzione di sementi e i controlli di sicurezza, con vantaggi pratici ed economici. Attualmente i test standard approvati dall'International Seed Testing Association (ISTA), come i test di germinazione, consentono di osservare il comportamento dei semi nella fase successiva alla semina. Queste procedure presentano problemi relativi all'uso diretto dei semi per i test e al tempo necessario per ottenere informazioni pertinenti. Nonostante la sua praticità, l'utilizzo di un unico test non consente l'analisi di molteplici fattori che possono contribuire direttamente alla qualità del seme o essere indirettamente predittivi per la sua valutazione, per cui le informazioni ottenute sono inevitabilmente parziali. In questo caso, proponiamo test biochimici (rilievo delle molecole di ROS) e strumenti (biosensori) specifici per valutare la qualità dei semi in maniera non invasiva, insieme a trattamenti per incrementarne la qualità (ad es. seed priming).

I sistemi vegetali utilizzati in questi lavori includono legumi (Medicago truncatula, M. sativa, Glycine max), cereali (Oryza sativa, Zea mays, Triticum aestivum), specie orticole (Solanum lycopersicum, S. melongena, Lattuca sativa), e piante modello (Petunia hybrida, Arabidopsis thaliana).

I principali approcci metodologici includono: analisi bioinformatiche (utilizzo di strumenti e database specifici), PCR, RT-PCR, qRT-PCR (geni, miRNA), Comet assay, Diffusion assay, ROS detection assays (FOX, DCFH-DA, DAB, NBT), microscopia (ottica, fluorescente, TEM), analisi ‘omiche’, analisi in silico (utilizzo di strumenti e database specifici), test di germinazione.

Collaborazioni nazionali:

  • M. Biggiogera (piattaforma di microscopia elettronica, UNIPV-DBB)
  • E. Doria (biochimica vegetale, UNIPV-DBB)
  • C. Calvio (genetica dei microorganismi, UNIPV-DBB)
  • O. Savino (genetica delle popolazioni, UNIPV-DBB)
  • L. Pasotti (Modellistica Matematica e Biologia Sintetica, DIII)
  • M. Conti (Laboratorio di Meccanica Computazionale e Materiali Avanzati, DICAR)
  • D. Dondi (Lab. Chimica delle Radiazioni/Spettroscopia EPR, Dip. Chimica)
  • A. Mondoni, G. Rossi (DSTA), P. Leonetti (IPSP-CNR, Bari)
  • A. Moschetta (Università degli Studi di Bari)
  • V. Locato (Università Campus Bio-Medico di Roma).


Collaborazioni internazionali:

  • S. Araújo (ITQB, BCL3, Portogallo)
  • C. Dobrota (UBB, Romania)
  • C. Reynaud (IPS2, France)
  • N. Tuteja (ICGEB, India)
  • S.S. Gill (Center of Biotechnology MD University-Rohtak, India)
  • Vishal Pandey (Varanasi University, India)
  • Lata Shukla (Pondicherry University, India)
  • I. Slamet-Loedin (IRRI, Filippine)
  • J. Ray (Diliman University, Filippine)
  • V. Manova (Institute of Plant Physiology and Genetics, Bulgarian Academy of Sciences)
  • F. Hay (Aarhus University, Denmark).