Sintesi del progetto
OMIBREED è uno dei tre progetti nazionali finanziati dal Ministero dell’Agricoltura a supporto della ricerca sulla resistenza genetica al batterio Xylella fastidiosa, in olivo e altre specie di interesse agrario.
OMIBREED nel corso del triennio di attività (2023-2026) farà luce sui meccanismi di resistenza delle piante alla Xylella fastidiosa, sfruttando il potenziale di tecniche di ultima generazione nel campo delle scienze ‘omiche’ (genomica, trascrittomica, proteomica, fenomica ed epigenetica) a supporto dell’impiego di approcci biotecnologici per l’incrocio e la selezione di nuove varietà resistenti alle infezioni del batterio.
Obiettivi
L’obiettivo principale è mettere la ricerca al servizio dell’avvio di programmi di incrocio in grado di ampliare il panel di piante (genotipi) disponibili con caratteristiche di resistenza o tolleranza alla Xylella fastidiosa, sia per la rigenerazione dei territori distrutti dalla epidemia che quale strumento di prevenzione nelle aree ad alto rischio di diffusione del batterio.
Linee di ricerca
Genotipizzazione
Individuazione e catalogazione dei genotipi di varietà di olivo, sia ad alta diffusione che varietà minori, ecotipi monumentali e progenie da incrocio, al fine di mappare e sfruttare la diversità genetica esistente per individuare genotipi con caratteri di resistenza alla Xylella fastidiosa.
La genotipizzazione sfrutterà tecnologie molecolari avanzate per effettuare screening genetici di migliaia di varietà coltivate e non coltivate, in ambienti diversificati. Una messe di dati che consentiranno un incremento senza precedenti delle conoscenze sulla diversità olivicola nazionale ed internazionale.
Fenotipizzazione
Verifica della risposta fenotipica (aspetto della pianta) di cultivar e nuove selezioni di olivo, di cultivar di mandorlo e ciliegio di particolare interesse, alle infezioni di Xylella fastidiosa. La classificazione delle risposte fenotipiche coprirà gli stress biotici ma anche quelli abiotici, come lo stress idrico direttamente correlato alla risposta a Xylella fastidiosa, ma anche lo stress al freddo.
OMIBREED sperimenterà la fenotipizzazione digitale ad alto rendimento (high-throughput) su un panel comune di piante di olivo, per poter definire per un cospicuo numero di selezioni vegetali la risposta ad una determinata condizione di stress e poter quindi classificare la risposta in diverse classi: suscettibile, resistente, tollerante.
Approcci omici
OMIBREED realizzerà un’analisi comparativa multidisciplinare per comprendere i meccanismi che intervengono a livello cellulare nelle piante che mostrano un fenotipo diverso (suscettibile, resistente, tollerante), attraverso approcci di metabolomica, proteomica, trascrittomica ed epigenetica. La sfida è quella di sviluppare diversi approcci sullo stesso campione vegetale, per permettere di integrare i dati fenotipi con quelli delle diverse “scienze omiche” e costruire dei profili molto dettagliati dei genotipi con caratteri di resistenza/suscettibilità agli stress oggetto di studio.
Questo approccio multiomico consentirà la piena comprensione dei meccanismi di risposta e nello specifico dei fenomeni di resistenza agli stress biotici e abiotici.
Miglioramento genetico assistito
OMIBREED sfrutterà i dati ottenuti dalla fenotipizzazione e genotipizzazione per sviluppare marcatori molecolari associati ai caratteri di interesse al fine di poter tracciarne tracciare rapidamente l’ereditarietà nelle progenie ottenute da miglioramento genetico. La selezione assistita da marcatori è essenziale per velocizzare tempi e ridurre i costi dei programmi di breeding già in corso e consentire l’avvio di nuovi programmi di incrocio e selezione, riducendo i tempi, gli spazi e i costi delle attività di valutazione della risposta varietale che nel caso della Xylella fastidiosa rappresentano il principale collo di bottiglia nei programmi sia di screening varietale che di miglioramento genetico.
Conservazione di cultivar e genotipi antichi
OMIBREED applicherà le tecniche più avanzate per migliorare la conservazione in vitro a medio e lungo periodo di germoplasma olivicolo, e così preservare cultivar e genotipi antichi. Questa linea di ricerca include attività come lo sviluppo di protocolli di conservazione in vitro in condizioni di crescita rallentata, tecnica che consente di ridurre i così della manutenzione e il rischio di contaminazione, e lo sviluppo di protocolli per la crioconservazione a lungo termine in azoto liquido (-196°C).