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La sezione cerealicola del progetto SaVeGralNPuglia che ha coinvolto 14 dei 21 partner, pubblici/ privati previsti dal programma operativo, nel biennio 2016/2017 ha integrato e ampliato i risultati ottenuti nella pregressa fase progettuale e in particolare definito alcuni caratteri distintivi relativi alle varietà locali più rappresentative tra quelle reperite nel progetto. Le informazioni storiche raccolte, hanno confermato la presenza di un considerevole numero di sinonimi ed omonimi e di eterogeneità morfologica per alcune delle risorse cerealicole raccolte. Per i grani duri (Saragolla, Carlantino, Dauno lii, Terminillo, Cento a Tomolo, Cannulino, Grano Ricco, San Pasquale, Grano Buono di Rutigliano) ed i teneri (Bianchetta, Carosella, Gentil Rosso, Maiorca, Risciola e 47 Conti) reperiti negli ambiti territoriali del Gargano, Monti Dauni, Alta Murgia, Murgia dei Trulli ed Arco Jonico Tarantino, per la secale (Jurmana) reperita nell'ambito dei Monti Dauni, orzo ed avena prevalentemente nel Tavoliere salentino e Salento delle Serre, sono state predisp'oste schede descrittive sintetiche, in cui sono stati riportati i principali caratteri morfologici, alcuni dati bio-agronomici, informazioni relative alla composizione proteica, documentazione fotografica relativa alle varie fasi fenologiche. Il grano duro Senatore Cappelli poiché prevale ,,.. come coltura cerealicola di antica tradizione in tutta la regione e in particolare nel Salento, è stato impiegato come varietà di riferimento nelle fasi di caratterizzazione morfologica, genetica, nutrizionale. Tutti i campioni sono stati predisposti per la propagazione a fini conservativi in campi catalogo, per la conservazione ex situ in celle a basse temperature (0° C, 5°C, -20° C), sottoposti a controlli per valutare lo stato fitosanitario. Al fine di verificare e definire alcuni caratteri distintivi e casi di sinonimie e omonimie un insieme rappresentativo dei campioni raccolti opportunamente selezionati in base a differenze di caratteri morfologici e composizione proteica, è stato valutata, nel biennio 2016 e 2017 sottoponendo a monitoraggio in campo ed in laboratorio, singole progenie pianta. E' stato ampliato inoltre il numero di schede digitali compilate seguendo le indicazioni riportate nei Piano Nazionale sulla Biodiversità di interesse Agricolo (PNBA) e nei descrittori dell'lnternational Board for Plant Genetic Resources (IBPGR). Le informazioni raccolte sono state impiegate per implementare la banca dati di progetto (http:// bancadati.savegrainpuglia.it/biodiversity-samples).

I virus rappresentano da sempre una delle principali minacce per la produzione dei cereali. Allo scopo di assicurare un'accurata diagnosi dei virus presenti nelle varietà locali di Triticum aestivum L., Hordeum vulgare L., T. durum Desf., Secale cereale L., Avena sativa L., reperite nell'ambito del progetto SaVeGralNPuglia, tali varietà sono state caratterizzate con marcatori molecolari associati a fitopatie ad eziologia virale. Per evitare i falsi negativi, sono stati considerati più marcatori per ciascun virus e regioni diverse del genoma virale. I saggi molecolari hanno previsto la retro­trascrizione dell'RNA estratto, seguita dall'amplificazione mediata dalla polimerasi (RT-PCR). L'incidenza di campioni positivi è risultata pari al 23 % per il virus del mosaico giallo dell'orzo (BaYMV), al 49 % per il virus del mosaico comune del frumento (SBCMV), al 95 % per l'agente del mosaico dell'avena (OMV) , al 55 % per il virus del mosaico striato del frumento (WSMV), e all'84 % per il virus della striatura fusiforme del frumento (WSSMV). I saggi per il virus del mosaico moderato dell'orzo (BaMMV) e quello del nanismo giallo dell'orzo (BYDV) hanno dato esito negativo. Nel caso dell'OMV si è fatto ricorso all'ibridazione molecolare a macchia o "dot-blot" di frammenti amplificati. I risultati ottenuti hanno inoltre consentito di accertare in alcuni campioni I presenza d'infezione multipla da fitovirus in quanto erano presenti contemporaneamente 2, 3 o 4 virus diversi, presenti rispettivamente con percentuali del 23, 8, e 5. Per una diagnosi approfondita di tutta la complessità del "viroma" del campione in esame sono state infine selezionate varietà locali di Triticum durum L., T. aestivum L., e H. vulgare L. più rappresentative, da sottoporre ad analisi di metagenomica con tecnologie NGS.

CNR-IBBR Attività di Coordinamento ed Organigramma del Capofila

Nell'ambito dei Programmi di Sviluppo Rurale, P.S.R. Puglia 2007/2013, destinati al miglioramento del Sistema Regionale della biodiversità (Reg. CE n. 1698/2005, PSR Puglia 2007/2013, Misura 214 - Azione 4 Sub-azione a; e successivo P.S.R. Puglia 2014-2020, Misura 10 pagamenti-agro-climatico- ambientali, Art. 28 Reg. UE n. 1305/2013 Sottomisura 10.2) è stato finanziato il progetto: "Recupero, caratterizzazione, salvaguardia e valorizzazione di leguminose e cereali da granella e foraggio in Puglia" (SaVeGraINPuglia). Questo volume include schede descrittive delle leguminose, cereali e foraggere reperite in Puglia acquisite in regione e caratterizzate con approccio multidisciplinare nell'ambito del proggetto SaVeGraINPuglia.

Obiettivo del progetto "Recupero, caratterizzazione, Salvaguardia e Valorizzazione di leguminose e cereali da Granella e foraggio IN Puglia" - SaVeGraINPuglia (Misura 214 azione 4 sub.a, PSR 2007-2013) sezione cerealicola è la preservazione delle risorse genetiche cerealicole nei luoghi dove da almeno 80 anni sono state tradizionalmente coltivate e dove sono ancora oggi variamente distribuite negli 11 ambiti di paesaggio inclusi nel Piano Paesaggistico Territoriale Regionale (PPTR). A tal fine sono state sinergicamente avviate azioni volte al reperimento di informazioni storiche, raccolta di antiche risorse genetiche vegetali locali, allevamento delle stesse al fine di procedere alla loro caratterizzazione morfologica e genetica, risanamento, conservazione in situ nei luoghi dove sono state individuate. Le informazioni storiche sono state reperite in biblioteche inserite in ciascuno dei sei poli regionali afferenti al Sistema Bibliotecario Nazionale (SBN), in biblioteche regionali, collaborando con i Gruppi di Azione Locale, associazioni culturali, esperti di settore e raccogliendo testimonianze di anziani agricoltori che hanno memoria delle tecniche colturali, proverbi, ricette, usi rituali relativi alle risorse. Sono stati raccolti circa 78 campioni ed i siti di reperimento georeferenziati. I campioni sono stati catalogati e conservati ex situ a basse temperature o mediante propagazione. Nell'ambito territoriale del Gargano, Monti Dauni, Alta Murgia, Murgia dei Trulli ed Arco Jonico Tarantino sono stati reperiti grani duri (Triticum durum desf.) e grani teneri (Triticum aestivum L.) e tra quest'ultimi in prevalenza la Bianchetta. Nel Tavoliere salentino e Salento delle Serre, prevalentemente orzo (Hordeum vulgare L.) ed avena (Avena sativa L.). In tutta la regione e in particolare nel Salento, prevale come coltura cerealicola di antica tradizione il grano duro Senatore Cappelli. Una sezione dei campioni è stata sottoposta a risanamento fitosanitario e caratterizzazione morfologica, genetica, tecnologica, nutrizionale. La caratterizzazione morfologica e la propagazione a fini conservativi sono state eseguite in campi catalogo opportunamente predisposti al fine di procedere alle verifiche di alcuni caratteri. Per sei risorse cerealicole è stato inoltre possibile completare l'intero ciclo di azioni previste dal progetto, inclusa la conservazione in situ presso l'azienda detentrice della risorsa. Per tutte sono state predisposte schede di segnalazione, storiche e di caratterizzazione nonché schede digitali seguendo le indicazioni riportate nel Piano Nazionale sulla Biodiversità di interesse Agricolo (PNBA) e nei descrittori dell'International Board for Plant Genetic Resources (IBPGR). L'integrazione dei dati rilevati nell'ambito di ciascuna attività di reperimento, risanamento, caratterizzazione, conservazione in situ ed ex situ, ha messo in luce un possibile modello di conservazione dinamica dei cereali.

L'Economia rustica del Regno di Napoli" del 1835 riporta tra le colture della Daunia presenti nei "poderi arabili", "masserie di campo" caratterizzate da terreni estesissimi e "versurieri" da terreni di piccole dimensioni, il grano duro Carlantino, frumento somigliantissimo alla Saragolla dalla quale differisce per "i grani più sottili e più lucidi". Nei documenti sulla storia dell'alimentazione dell'Alta Murgia (1844-1846) tale coltura è segnalata tra i frumenti con le rese migliori "di consueto somministrati ai panettieri". Nel 1927 l'arciprete Ernesto Josa riporta nel testo da lui redatto su Carlantino che le industrie ed il commercio della zona erano limitati alla esportazione dei grani duri detti "Carlantini" mentre il De Cillis, sempre nello stesso anno citando anche i sinonimi (Duro comune, Abbondanza), ne descrive le caratteristiche agronomiche: autunnale di media precocità, coltivato sia in pianura che collina, poco esigente rispetto alla "abitabilità del terreno", di medio accestimento, resistente all'allettamento, poco alla stretta, di più alle ruggini, di produttività elevata e stazionaria nelle zone di produzione. Il Carlantino da tempo soppiantato dalle varietà moderne nel territorio di origine, i Monti Dauni, è stato recentemente reintrodotto in un area ristretta in prossimità della cittadina, lì dove molto probabilmente tale antica varietà veniva coltivata dal 1800. Considerata l'inesistenza di tale risorsa in zona, il reperimento in questo caso è stato effettuato presso Banche del germoplasma che lo conservavano da tempo. La antica varietà è stata pertanto seminata e poi raccolta da un agricoltore della zona e successivamente conservata presso la banca del germoplasma del CNR-IBBR di Bari dove è stata sottoposta a controllo dello stato fitosanitario (Finetti et al. poster convegno), caratterizzazione morfologica, genetica, qualitativa. I risultati mostrano caratteristiche morfologiche simili ad alcune Saragolle impiegate nella prova, mentre composizione proteica e contenuto in sostanze azotate risultano superiori alle varietà commerciali impiegate come riferimento. E' stato inoltre determinato il contenuto di fitina e i risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli rilevati in alcune varietà commerciali. Al fine di salvaguardare tale risorsa è stato predisposto un protocollo e stipulato un contratto per la conservazione "in situ" con l'unico agricoltore dalla zona che al momento la coltiva e la utilizzerà per reintrodurre, seguendo le ricette degli anziani del luogo, il "pane di Carlantino" negli antichi forni a paglia della zona.

Nell'ambito dell'azione di raccolta di germoplasma del progetto SaVeGraINPuglia (Misura 214 del PSR 2007-2013 della Regione Puglia), sono state effettuate indagini in prossimità o all'interno di aree protette e rete Natura 2000, dove sono state raccolte testimonianze scritte e verbali oltre a diverse accessioni (cereali da granella e leguminose). Le indagini hanno riguardato anche diverse aziende agricole dislocate in vari Siti di Interesse Comunitario (SIC) presenti nel vasto territorio pugliese. Il territorio del Gargano, che comprende il Parco Nazionale del Gargano, al cui interno sono presenti numerosi SIC e ZPS (zone di protezione speciale), è caratterizzato da paesaggi montani brulli ma ricchi di biodiversità con la presenza di varietà cerealicole e legumi di antica origine. Gli agricoltori conservano ancora antiche accessioni, tramandate nel corso del tempo, che coltivano per uso personale. Le aree agricole sono ben integrate nel paesaggio naturale circostante. Il SIC "Zone umide della Capitanata" comprende il vasto territorio delle saline di Margherita di Savoia (Riserva Naturale Statale di popolamento animale) intorno alle quali si sviluppa il paesaggio agrario dove, un tempo, venivano coltivate varietà disparate di cereali oggi del tutto scomparsi. Gli studi condotti nell'area hanno comunque messo in luce come siano ancora presenti coltivazioni significative di legumi di antica tradizione. Le aree agricole tradizionali si armonizzano con le superfici naturali in un contesto paesaggistico tra i più antichi della Puglia (oliveti secolari), all'interno del SIC "Torre Guaceto e Macchia S. Giovanni", nella provincia brindisina, dove insistono valori di tutela del territorio volti alla sana agricoltura ecocompatibile. Qui gli agricoltori custodi si sono aggregati in un consorzio che tutela e valorizza i prodotti pugliesi tradizionali tra cui il grano duro Senatore Cappelli. Le indagini sul campo attestano che in alcune aree del territorio pugliese la tutela dell'agrobiodiversità è resa possibile grazie all'integrazione di pratiche agricole ecosostenibili con la tutela del patrimonio naturale.

Molti cereali originari del bacino del Mediterraneo e coltivati in Italia mostrano un'ampia gamma di popolazioni locali ed ecotipi, altamente adattate al loro ambiente (landraces). Esse possono essere caratterizzate attraverso i loro fenotipi, morfotipi e le proprietà organolettiche. La resa e qualità di queste colture è ancora ampiamente dipendente da diversi stress, incluso le malattie causate da batteri, funghi e virus, che hanno un forte impatto sulle produzioni. Nell'ambito del PSR "SaVeGraINPuglia" abbiamo valutato lo stato fitosanitario, per quanto concerne i virus, di landraces di cereali pugliesi campionate in diversi siti e habitat regionali. Determinarne lo stato sanitario è il primo passo per proteggere e migliorare la qualità delle collezioni. Le sintomatologie variano in funzione delle landraces e degli agenti virali responsabili dell'infezione. In alcuni casi le malattie non sono sintomatiche, passando inosservate. Inoltre, i virus mostrano alte frequenze di mutazione, con possibile insorgenza di ceppi differenti. Per superare questo ostacolo abbiamo usato tecniche di diagnosi molecolare che hanno permesso la preparazione di saggi specifici per l'identificazione di specie virali. Un saggio diagnostico virale è stato condotto su 195 campioni di cereali, per valutare la prevalenza di alcuni virus specifici. Sono state saggiate diverse accessioni delle seguenti specie/varietà: Triticum aestivum L., T. aestivum var. lutescens (Alef.) Mansf., T. aestivum var. villosum (Alef.) Mansf., T. aestivum var. aestivum, T. aestivum var. graecum (Korn.) Mansf., Hordeum vulgare L., Avena sativa L., Triticum sp., T. durum (Desf.) Husn., T. durum var. hordeiforme (Host) Korn, T. durum var. melanopus (Alef.) Korn. e T. durum var. affine Korn. I saggi sono stati condotti con RNA dot-blot e trascrizione inversa - reazione a catena della polimerasi (RT-PCR). I seguenti virus sono stati considerati: Barley yellow mosaic virus (BaYMV), Barley mild mosaic virus (BaMMV), Soil-borne cereal mosaic virus (SBCMV), Wheat spindle streak mosaic virus (WSSMV) ed Oat mosaic virus (OMV). Solo tre virus sono stati rinvenuti con RT-PCR o RNA dot-blot, usando sonde specifiche: SBCMV, rinvenuto con RT-PCR in due campioni di H. vulgare ed A. sativa; BaMMV, rinvenuto con RT-PCR nel 9% del materiale saggiato di T. aestivum L. var. lutescens e T. durum var. hordeiforme. Infine, circa l'83% dei campioni è risultato positivo per WSSMV con entrambi i metodi, principalmente nelle varietà saggiate di T. aestivum, T. durum, H. vulgare ed A. sativa. Un sequenziamento high-throughput con piattaforma Illumina per smallRNAs è attualmente in corso, per identificare e caratterizzare ulteriormente virus noti o sconosciuti, da piante infette selezionate.

L'istituto di Bioscienze e BioRisorse del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IBBR) ha coordinato le attività dei venti partner del progetto provvedendo alle verifiche scientifiche ed amministrative suddivise secondo le differenti macro-tipologie di risorse raccolte ed oggetto del programma approvato: leguminose, cereali e foraggere. L'attività di coordinamento scientifico si è avvalsa dell'ausilio di tre aziende esterne che hanno agevolato, con i loro servizi, il raggiungimento degli obiettivi definiti nell'ambito delle attività di indagini storiche e bibliografiche, rilievi, raccolta e prima caratterizzazione, caratterizzazione morfologica, raccolta dati relativi agli agricoltori per la conservazione in situ, immissione dati nella banca dati di progetto, supporto agli utenti per la immissione dati. Per le attività di coordinamento relativa alla gestione amministrativa e alla verifica contabile amministrativa ci si è avvalsi di una società e, per la gestione dati AGEA, di un consulente esterno che si è occupato della immissione dati sul portale. E' stato infine affidato ad una azienda locale la gestione dei tre eventi programmati nell'ambito del progetto e che hanno visto convolti tutti i partner. L'organigramma interno è servito a definire, nell'ambito delle due macro-tipologie leguminose e cereali, le aree d'intervento del personale del CNR-IBBR di Bari. Sono stati pertanto creati gruppi ad hoc per indagini storiche, esplorazione del territorio, conservazione, caratterizzazione, risanamento, immissione dati, gestione informatica, segreteria e gestione amministrativa.

Nel passato la Puglia era particolarmente ricca di varietà locali di leguminose e cereali da granella, coltivate in alternanza seguendo le tradizionali tecniche di rotazione delle colture impiegate da secoli in agricoltura per preservare la fertilità del terreno. La diversità genetica esistente in queste antiche varietà, ben adattate alle condizioni pedoclimatiche del territorio regionale, è da tempo minacciata da fenomeni di erosione conseguenti alla progressiva diffusione di nuove varietà maggiormente produttive. Gli agricoltori, la comunità scientifica ed i politici pugliesi più attenti, hanno da qualche tempo sottolineato l"importanza e l"urgenza di recuperare, preservare e custodire in Banche del Germoplasma questo antico e prezioso patrimonio varietale regionale. Per le varietà locali pugliesi di leguminose e cereali da granella, vi è carenza di informazioni storiche, sulle origini, tradizioni, usi e saperi popolari, sulle motivazioni che hanno contribuito alla loro persistenza in alcuni areali e di dati precisi sulla loro attuale diffusione sul territorio, stato fitosanitario, struttura genetica, caratteristiche agronomiche, nutrizionali e di resistenza a stress biotici ed abiotici. Insufficienti sono inoltre le strutture volte alla promozione, divulgazione e valorizzazione di questo antico patrimonio colturale strettamente connesso alla dieta mediterranea recentemente riconosciuta come patrimonio immateriale dell"umanità. Obiettivo prioritario del progetto PSRMisura 214 SaVeGraINPuglia sarà pertanto il recupero, la caratterizzazione, la salvaguardia e la valorizzazione di leguminose e cereali da granella e foraggio in Puglia. Le varietà locali pugliesi saranno reperite nei diversi areali ed habitat regionali, caratterizzate, e salvaguardate sia mediante conservazione ex situ che in situ applicando protocolli di tutela Regionali ed Internazionali. Le attività progettuali coordinate dall"Istituto di Bioscienze e BioRisorse del Consiglio Nazionale delle Ricerche saranno svolte in collaborazione con Enti pubblici (Consiglio Nazionale delle Ricerche, Università di Bari e del Salento, Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura, Ente Parco Nazionale dell"Alta Murgia), Aziende ed Associazioni (Agrinpro, Azienda Agricola Iannone, Azienda Agricola Lamarcavotta, BioNat Italia, Centro Studi Lino Lana Lenticchia, Centri Regionali per le Tecnologie Agroalimentari, Consorzio Daunia & Bio, CSQA Certificazione, Eco-Spo, Ferventazione, Intini & C.) operanti sul territorio regionale.

Plant biodiversity analysis and vegetation, habitats and land use mapping of "Le Cesine" State Natural Reserve (Lecce, Apulia). - The results of an INTERREG project (III A Greece-Italy 2000-2006) concerning the biodiversity moni-toring of "Le Cesine" State Natural Reserve are here presented. The knowledge on vegetation, communitary habitats, flora and distribution of threatened species has been updated. The agricultural areas have been monitored, taking a census of each agrarian cultivation. The collected data have been organized in a GIS and the following thematic maps have been produced: land use map (according to the CORINE Land Cover legend), vegetation map, Habitats map (according to the 92/43/EEC Directive). The maps of the distribution of the threatened plant species have been implemented.

Preliminary study on two perennial halophytes in some Apulian coastal wetlands - Results on plant communities from natural populations present in three protected areas of Apulia Region were reported, along with pre-liminary studies on three populations of Agropyron elongatum (Host) P. Beauv. and Agropyron junceum (L.) P. Beauv., halophilic species resistant to abiotic stress, present in the same areas. The biochemical characterization of storage proteins from kernels of the same species was carried out by modimensional electrophoretic analyses. Data obtained correlating plant associations to specific protein components could be useful a) to develop plans for the conservation and preserva-tion of habitats and ecosystems and b) to identify classes of genes improving qualitative and quantitative properties of cul-tivated wheats.

The preliminary results of an INTERREG project (III A Greece-Italy 2000-2006) congerning the monitoring of "Saline di Punta della Contessa" Regional Natural Park are here presented. The knowledge on vegetation, communitary habitats and distribution of threatened species has been updated. The agricultural areas have been monitored, taking a census of each agrarian cultivation and of the respective surface. The collected data have been organized in a GIS and the following thematic maps have been produced: land use map (according to the CORINE Land Cover legend), vegetation map, Habitat map (according to the 92/43 EEC directive). The distribution maps of the threatened plant species have been implemented

The preliminary results of an INTERREG project (III A Greece-Italy 2000-2006) congerning the monitoring of "Torre Guaceto" State Natural Reserve are here presented. The knowledge on vegetation, communitary habitats and distribution of threatened species has been updated. The agricultural areas have been monitored, taking a census of each agrarian cultivation and of the respective surface. The collected data have been organized in a GIS and the following thematic maps have been produced: land use map (according to the CORINE Land Cover legend), vegetation map, Habitat map (according to the 92/43 EEC directive). The maps of the distribution of the threatened plant species have been implemented

Un approccio integrato per lo studio ed il monitoraggio di specie e comunità vegetali caratteristiche di un determinato habitat agevola l'elaborazione di nuove strategie per la valorizzazione e la tutela di un territorio. Raggiungere tali obiettivi è possibile, sebbene la scelta degli strumenti d'indagine sia difficile ed allo stesso tempo determinante per la conservazione di alcune specie vegetali spontanee poco conosciute, a volte neglette, ma pur sempre parte di un patrimonio genetico prezioso. L'antica conoscenza popolare a volte ha agevolato la scoperta di tali patrimoni, svelandone l'impiego per usi alimentari, rituali, manifatturieri ed infine anche terapeutici. L'individuazione di peculiarità caratterizzanti di tali entità vegetali diviene tanto più difficile quanto più esse appartengono a famiglie di specie ampiamente sfruttate dall'uomo per scopi alimentari e/o quanto più il territorio nel quale si sviluppano le fitocenosi di appartenenza si colloca ai margini di aree caratterizzate da situazioni ambientali estreme. Fra tali famiglie ricordiamo le Poaceae, a cui appartiene il genere Elymus, costituito da circa 200 specie di piante perenni e cespitose, allopoliploidi, distribuite prevalentemente in Nord-America ed Asia ma rilevate anche in Sud-America, Australia ed infine in Europa, dove la loro presenza è stata segnalata in più Nazioni compresa l'Italia. In Puglia, in particolare, sono state segnalate: Elymus athericus (Link) Kerguèlen (= Agropyron pungens (Pers.) R. et S.), Elymus caninus (L.) L. ssp. caninus (= Agropyron caninum (L.) Beauv.), Elymus elongatus (Host) Runemark ssp. elongatus (= Agropyron elongatum (Host) P. Beauv.), Elymus farctus (Viv.) Runemark ex Melderis ssp. farctus (= Agropyron junceum (L.) Beauv. ssp. mediterraneum Simonet et Guinochet sensu Pignatti), Elymus repens (L.) Gould. ssp. repens (=Agropyron repens (L.) P. Beauv.) (1). Tra le suddette specie, quelle legate ad ambienti costieri e quindi caratterizzate da alofilia e xerofilia, sono le più interessanti da un punto di vista ecologico - vegetazionale, in quanto adattate a situazioni di stress ambientale. E' per tale motivo che la prima specie oggetto di studio sarà la Elymus farctus ssp. farctus, specie alopsammofila che gioca un ruolo fondamentale nella edificazione dei cordoni dunali; successivamente saranno considerate Elymus athericus e Elymus elongatus ssp. elongatus, legate ai suoli subsalsi del litorale. La caratterizzazione fitosociologica ed ecologica delle popolazioni naturali, nonchè lo studio della variabilità genetica associata ai cambiamenti ambientali saranno gli strumenti alla base di tali indagini in grado di fornire, anche attraverso l'approccio proteomico, ulteriori preziose informazioni su tali specie. L'ampliamento di tali conoscenze consentirà una migliore gestione e tutela di habitat naturali da salvaguardare ed evidenzierà nuove fonti di variabilità genetica per geni utili al miglioramento genetico delle specie coltivate.

Le risorse genetiche vegetali (Plant Genetic Resources, PGR), costituite da unità funzionali dell'eredità, i geni, sono considerate "materiale d'origine vegetale con un valore effettivo o potenziale per l'alimentazione e l'agricoltura" (Trattato internazionale sulle risorse fitogenetiche per l'alimentazione e l'agricoltura). Gli studi sulle PGR, riconducibili alle origini delle attività di ricerca sulla conservazione e valorizzazione, si può dire che nascono con l'agricoltura e con i primi fabbisogni alimentari dell'uomo. Nel corso dei secoli, l'esigenza di avere raccolti sempre più elevati, ha comportato l'ottenimento di varietà altamente produttive e il decremento del numero di specie botaniche impiegate a fini alimentari. Oggi, quattro delle cento specie coltivate provvedono da sole al soddisfacimento della metà del fabbisogno calorico mondiale fornito dai vegetali che è pari al 90% di quello totale. La drastica diminuzione del numero di specie, denunciata da vari scienziati e le epidemie che decimano i raccolti, pongono sempre più l'accento sulla diminuzione della diversità genetica accelerando i processi di conservazione. Nascono le banche (gene banks) per la conservazione ex situ delle risorse genetiche, che attualmente consentono il mantenimento di più di sette milioni di accessioni (materiale vegetale) in tutto il mondo. L'attenzione per la tutela dell'ambiente e la conseguente nascita delle aree naturali protette, infine aprono la strada verso nuove forme di conservazione in situ. Lo sviluppo dei metodi di conservazione ex-situ ed in situ, la costituzione delle cosiddette "core collection", l'impiego di marcatori biochimici e molecolari associati a caratteri morfologici e qualitativi, l'impiego di nuovi sistemi di informazione geografica (GIS), specificamente applicati alla conservazione delle risorse genetiche, comunque garantiscono soluzioni alternative al problema della salvaguardia soprattutto nelle regioni più povere del mondo. E' importante notare che, pur considerando la conservazione delle PGR scienza descrittiva, solo un terzo di tutte le accessioni dei "gene bank" sono state caratterizzate. La caratterizzazione è una fase essenziale del processo di conservazione, promuove l'impiego delle risorse genetiche ed evidenzia l'identità del materiale da conservare. Essa consente l'identificazione delle basi genetiche di alcuni caratteri agronomici e qualitativi rilevanti da un punto di vista economico nonchè le cause evolutive ed ecologiche che hanno portato alla scomparsa di alcuni di essi agevolando i programmi di conservazione. In Triticum la caratterizzazione biochimica e molecolare delle proteine della cariosside, sviluppata nell'arco di un secolo, ha consentito di identificare genotipi, varietà, progenitori selvatici, impiegati dai "breeders" in programmi di miglioramento genetico ed ha parallelamente agevolato la conservazione di collezioni, altrimenti non considerate, presso i "gene banks" pubblici o strutture private (Ditte Sementiere). Lo studio della variabilità genetica delle proteine della cariosside di specie e sottospecie coltivate, appartenenti a questo genere può agevolare anche piani di conservazione in ambito naturalistico. Questa attività di ricerca, svolta presso il nostro Istituto ed in altri "gene banks" nel mondo, è un esempio di come sia possibile coniugare varie discipline e competenze per valorizzare al massimo il germoplasma e preservarlo per il futuro.

Subunità gluteniniche ad elevato peso molecolare (HM\V-GS), al locus Glu-A1, estratte da accessioni di differente origine di T. monococmm ssp. monococcum, T monoococcm ssp. boeoticm e T. urartu , sono state analizzate mediante cromatogafia liquida ad alta prestazione in fase inversa (RP-HPLC). I risultati evidenziano la presenza di nuove varianti alleliche a tale locus in T. urartu ed in particolare in tutte le specie diploidi analizzate la presenza della subunità gluteninica HMW di tipo "y", non presente nei frumenti coltivati.

Le subunità gluteniniche ad alto peso molecolare (HMW-GS) determinano le dimensioni dei polimeri gluteninici e quindi influiscono sulle proprietà viscoelastiche del glutine. Tali proteine sono controllate da geni ai l0ci complessi Glu-1 localizzati sul braccio lungo dei cromosomi della serie omeologa 1, a loro volta costituiti da una coppia di geni che presiedono alla sintesi di una subunità gluteninica a basso ed una ad alto peso molecolare indicaate come suhunità di tipo x ed y. Le subunità inoltre differiscono tra loro in lunghezza e tipo di domini ripetuti, nel numero e nella posizione dei residui cisteinici. I frumenti teneri pur possedendo sei geni per le HM W-GS, presentano di solito da tre a cinque subunità, dato che alcuni di tali geni sono stati silenziati durante l'evoluzione del frumento: vari­abiltà allelica ampia è stata rilevata a ciascuno dei tre loci gluteninici e sono anche riportale le differenze qualitative fra le diverse subunità alleliche identificate in un· numero considerevole·di· cultivar. Tali differenze sono state correlate a loro volta alle carattristiche strutturali delle HMW-GS, quali la lunghezza del dominio ripetuto ed il numero dei residui di cisteina. Il numero dei geni attivi che presiedono alla sintesi delle HMW-GS e il tipo di subunità influenzano le dimensioni dei polimeri gluteninici e conseguentemente le proprietà tecnologiche delle farine che possono essere migliorate variando opportunamente questi fattori. E' per tale motivo che si è proceduto alla produzione di un set di linee isogeniche in frumen­to tenero differenti come tipo e numero di HMW-GS. In particolare, mediante incroci opportuni, sono state selezionate linee con un numero di subunità gluteniniche HMW variabile da zero a sei. Sono inoltre state prodotte linee isogeniche che possiedono subunità gluteniniche HMW carat­terizzate da dominio ripetuto centrale più esteso.

Triticum turgidum ssp. dicoccoides (AABB), è una specie del genere Triticum caratterizzata da elevato polimorfismo proteico e da contenuto proteico più elevato rispetto ai frumenti coltivati. Precedenti analisi elettroforetiche e cromatografiche delle subunità gluteniniche ad alto peso molecolare (HMW-GS) in T dicoccoides, hanno confemato la presenza di elevato polimorfismo ai loci Glu-A 1 e Glu-B 1 che presiedono alla sintesi di tali subunità, con varianti alleliche differenti dalle forme più comuni diffuse nei frumenti coltivati. A differenza di questi ultimi in cui la coppia di geni al locus Glu-A 1 codifica solo per la subunità di tipo x poiché il gene della subunità y corrispondente è silente. è stato possibile verificare in alcune accessioni la presenza di entrambe le subunità. Tali accessioni e quelle composte da un numero variabile di HMW-GS sono state analizzate mediante la reazione a catena della polimerasi (PCR), amplificando i frammenti di DNA relativi ai geni di tipo Ax, Ay, Bx e By, che presiedono alla sintesi delle HMW-GS associate rispettivamente ai genomi A e B. In tutte le accessioni è presente il frammento di amplificazione al gene Ax anche se di differenti dimensioni. In paiticolare .in quattro.accessioni, caratterizzate dall'assenza della subunità di tipo Ax in SDS-PAGE, il gene: Ax corrispondente è silente poiché risulta presente il corrispondente prodotto di amplificazione relativo a tale gene . . · Nei frumenti coltivati è stato ipotizzato che quando il gene Ax è silente il frammento di DNA relativo al corrispcndente gene.Ay prescnta una inserzione di tipo trasposonico·.di 8Kb. Quando invece il gene Ax è espresso, nel gene Ay associato l'elemenio trasposonico è assente. L'analisi dei frammenti di amplificazione del gene Ay nelle accessioni di T dicoccoides considerate ha rivelato la presenza, in due di esse in cui il gene di tipo Ax è presente ma è silente, di prodotti di amplificazione in cui probabilmente l'elemento trasposonico è assente. I prodotti PCR per i geni Bx e By hanno inoltre evidenziato la presenza in tre accessioni _di geni che pur essendo presenti sono silenti.

Le gliadine, sono strutturalmente dei monomeri che impartiscono viscosità al glutine. Esse vengono separate mediante gel elettroforesi a pH acido, in quattro gruppi designati in ordine di mobilità decrescente come alfa, beta, gamma, omega. I loci complessi Gli-Al, Gli-B2, Gli-D2 localizzati sui bracci corti dei cromosomi omeologhi 6A, 6B, 6D presiedono alla sintesi principalmente di alfa e beta gliadine, mentre i geni ai loci Gli-Al, Gli-B 1, Gli-D 1 localizzati su bracci corti dei cromosomi lA, 1 B, 1D, presiedono alla sintesi delle gamma e ·delle omega gliadine. Ciascun locus complesso contiene più geni strutturali strettamente associati definiti "blocchi", che codificano per più componenti. La separazione elettroforetica bidimensionale (due pH) delle gliadine consente di identificare componenti che risultano essere sovrapposte e quindi non identificabili mediante analisi elettroforetica monodimensionale (A-PAGE), di isolare biotipi, di archiviare i dati relativi alla posizione di singole componenti proteiche o di gruppi di componenti. A tale scopo 37 varietà italiane di frumento duro (tetraploide AABB), inserite nella rete delle prove nazionali di confronto, sono state sottoposte a tale tipo di analisi e confrontate con alcune varietà standard a composizione gliadinica nota. Sono stati individuati 3 biotipi nelle varietà, Gargano, Solex e Venusia. Nella varietà Gargano il biotipo A differerisce dal biotipo B solo per la presenza del blocco allelico relativo al locus Gli-Al, mentre in Solex i biotipi A e B differiscono per il blocco allelico relativo al locus Gli- B 1. I biotipi A e B di Venusia mostrano delle differenze solo nella composizione in gliadine relative al locus Gli-Al. Nella varietà Bronte la gamma-gliadina 42 codificata dal locus Gli-Bl, risulta associata alla omega-gliadina 35 invece che, come di consueto, alla tripletta di omega 33-35-38. La presenza di tale ricombinazione all'interno del locus Gli-B 1, è dovuta in questo caso alla genealogia di tale varietà per la cui costituzione è stata impiegata come parentale la varietà Berillo già nota per la presenza del ricombinante a questo locus. Le rimanenti varietà analizzate sono state suddivise in gruppi definiti dalla presenza di differenti blocchi allelici associati ad i loci Gli-Al, Gli-Bl, Gli-A2 e Gli-B2. La frequenza, nelle varietà analizzate, dei blocchi allelici ai loci gliadinici, determinata in gran parte dalla uniformità della composizione proteica gliadinica dei parentali impiegati per la loro costituzione, caratterizza l'intero gruppo di varietà inserite nelle prove nazionali

L'impiego delle proteine di riserva della cariosside come marcatori biochimici rappresenta un valido strumento per lo studio delle relazioni esistenti tra i genomi di specie diverse appartenenti al genere Triticum ai fini di una più efficiente utilizzazione dei "gene pool" presenti nelle specie selvatiche. Le analisi elettroforetiche mono e bidimensionali delle proteine della cariosside, gliadine e glutenine, di numerose accessioni delle specie appartenenti alla sezione Siropsis del genere Aegilops, hanno permesso di valutare la variabilità proteica presente in Ae.longissima, Ae.searsii, Ae.ligusrica. Ae.sharonensis, Ae.speltoides, Ae.bicornis. E stato anche possibile stabilire le affinità esistenti tra i suddetti frumenti selvatici e quelli coltivati: i risultati ottenuti hanno indicato che le proteine presenti in Ae.searsii mostrano la più elevata omologia con quelle controllate dal genoma B dei frumenti coltivati.

Le proteine presenti nella cariosside dei frumenti sono impiegate ormai da tempo negli studi atti a valutare la diversità genetica presente in questa specie. Esse infatti sono state da tempo indicate come un gruppo di marcatori biochimici di facile impiego per la valorizzazione delle risorse genetiche vegetali in frumento. Da circa quindici anni l'Istituto del Germoplasma, partendo da analisi biochimiche (elettroforetiche e cromatografiche) delle proteine della cariosside presenti in sezioni di collezioni di frumento conservate presso l'Istituto o presso altri Istituti Internazionali, è riuscito a caratterizzare un numero considerevole di specie e sottospecie (selvatiche e coltivate) appartenenti al genere Triticum, consentendo l'identificazione e quindi la valorizzazione dei genotipi in cui tali proteine sono presenti e la loro successiva diffusione in tutto il mondo. Da studi effettuati sulle proteine di riserva (gliadine e glutenine) e più recentemente sulle proteine waxy, proteine associate alla sintesi del!' amilosio nella cariosside, è stato possibile ad esempio isolare e preservare genotipi privi di alcune componenti (forme nulli), genotipi con determinate mutazioni geniche relative ad i loci che presiedono alla sintesi di tali proteine, genotipi o linee utili perché impiegabili come marcatori genetici della qualità ed infine biotipi particolari differenti tra loro solo per la presenza/assenza di alcune componenti proteiche. I risultati relativi alla caratterizzazione biochimica di alcuni di tali gruppi di proteine della cariosside costituiscono un esempio di come sia possibile valorizzare risorse genetiche vegetali e biodiversità effettuando sia studi di base, sia studi sulla qualità delle farine ad esse correlati.

In frumento è stato dimostrato che nella sintesi dell' amilosio, costituente dell' amido nell' endosperma, è coinvolto un gruppo di proteine della cariosside, note con il nome di proteine waxy (Wx), codificate da geni sul cromosoma 7 A (locus Wx-Al), 4A (locus Wx-Bl) e 7D (locus Wx-Dl). Le forme alleliche identificate a ciascuno dei tre loci ed in particola le le forme nulli sono considerate particolarmente interessanti da un punto di vista tecnologico. E' per tale motivo che lo studio sulla variabilità esistente per queste proteine nei frumenti tetraploidi ed esaploidi coltivati è stato esteso ai frumenti diploidi ed ai tetraploidi selvatici quali il T. dicoccoides (AABB), T. timopheevi (AAGG), T. urartu (AA), T. boeoticum (AA) e T. monococcum (AA). Numerose accessioni di queste specie sono state sottoposte ad analisi elettroforetiche monodimensionali e bidimensionali. I risultati delle analisi effettuate sulle accessioni relative ai diploidi del genoma AA, hanno rivelato la presenza di proteine waxy codificate da geni sul cromosoma 7 A con pesi molecolari (PM) apparenti e punti isoelettrici (PI) differenti da quelli delle proteine medesime presenti nelle cultivar Chinese Spring e Langdon impiegate come riferimento. Le proteine waxy identificate nei frumenti tetraploidi di formula genomica AABB, hanno mostrato invece strette analogie, sia come PM apparente che come PI alle proteine waxy codificate da geni sui cromosomi 7 A e 4A presenti nei tetraploidi coltivati. Elevato polimorfismo è stato riscontrato nelle accessioni di T. timopheevi considerate. In particolare le proteine waxy di questa specie hanno sia i PM apparenti che i PI differenti rispetto alle medesime proteine presenti nei frumenti di formula genomica AABB.

Le proteine waxy (WX) presenti nella cariosside di frumento sono un gruppo di proteine, con pesi molecolari apparenti compresi fra 59-61 kD, coinvolte nella sintesi dell'amilosio costituente dell'amido nell'endosperma. Impiegando separazioni elettroforetiche monodimensionali e bidimesionali nelle analisi di queste proteine estratte dalla cultivar Chinese Spring è stato possibile dimostrare che esse sono costituite da tre componenti, di alto e basso peso molecolare, codificate da geni sul cromosoma 7a (locus wx-al), 4a (locus wx-bl) e 7d (locus wx-dl). Ulteriori studi hanno stabilito che esistono per ciascuno dei loci waxy, più forme alleliche ed anche forme nulli. Tali forme nulli sono state considerate particolarmente interessanti da un punto di vista tecnologico in quanto i genotipi in cui sono state rilevate, presentano un abbassamento del contenuto di amilosio che si ripercuote direttamente su alcune proprietà reologiche degli impasti. Al fine di individuare ulteriore variabilità ai citati loci, circa 300 accessioni di frumenti tetraploidi ed esaploidi sono state esaminate mediante analisi elettroforetiche monodimensionali (SDS-PAGE) e bidimensionali (IEFXSDS-PAGE). In particolare in una accessione di frumento duro proveniente dalla Turchia è stata rilevata l'assenza della proteina waxy codificata dal locus wx-al sul cromosoma 7a ed in una linea di frumento tenero proveniente dal Nepal l'assenza-della wx controllata dal locus wx-bl sul cromosoma 4a. Nelle numerose varietà italiane analizzate non è stata rilevata la presenza di forme nulli né un elevato polimorfismo proteico per ciascuno dei tre loci waxy. Forme alleliche diverse ai loci wx-al e wx-bl, sono state invece osservate in accessioni di T. timopheevi.

Nel genere Triticum sono compresi frumenti di formula genomica AAGG (2n=28) quali il T. timopheevi del quale si conoscono due forme una coltivata T. timopheevi ssp. timopheevi e l'altra selvatica T. timopheevi ssp. araraticum. Le relazioni fra genomi quali l'A ed il G e quelli di altre specie selvatiche e poliploidi del genere Triticum non sono state ancora sufficientemente approfondite. Allo scopo di definire meglio tali relazioni, subunità gluteniniche HMW (HMW-GS), sono state estratte da numerose accessioni delle specie precedentemente menzionate e sottoposte ad analisi elettroforetiche (SDS-PAGE, IEFXSDS-PAGE) e cromatografiche (RP-HPLC). I risultati ottenuti dimostrano che le subunità AX del T. tim. ssp. timopheevi e del T. tim. ssp. araraticum, sono molto simili fra loro e ad alcune subunità del tipo AX presenti nei frumenti coltivati. In tutte e due le sottospecie è presente, a differenza di quanto di solito accade in tutti gli altri frumenti coltivati, la subunità AY. Inoltre sia le subunità di tipo X che le subunità di tipo Y associate al genoma A presenti in questi frumenti sono elettroforeticamente e cromatograficamente apparse molto simili alle HMW-GS presenti in alcuni frumenti diploidi selvatici quali il T. urartu (AA) con le quali sono state confrontate. Quest'ultimo risultato fa supporre che il T. urartu possa essere la specie donatrice del genoma A ai tetraploidi di formula genomica AAGG, come già ipotizzato per i frumenti di formula genomica AABB. Le subunità X ed Y associate al genoma G sono risultate simili come tempi di eluizione in RP-HPLC ad alcune subunità X ed Y del genoma B dei frumenti coltivati analizzate anche se in SDS-PAGE le stesse subunità mostrano un peso molecolare apparente più elevato delle BX e BY con le quali sono state confrontate .

Lo sviluppo di linee di addizione cromosomica interspecifica costituisce una fase indispensabile nei programmi di trasferimento genico interspecifico nelle Triticeae. Nel presente lavoro viene descritto l'iso­lamento mirato di una linea di addizione monosomica Triticum turgidum L.-Dasypyrum villosum (L.) Candargy per il cromosoma 1 V di Dasypyrum villosum omeologo al gruppo 1 del genoma dei frumenti. L'analisi eleuroforelica delle proteine di riserva della cariosside (gliadine e glutenine) è stata utilizzata per individuare due marcatori biochimici del braccio lungo e corto del cromosoma 1 V. La linea di addizione monosomica è fenotipicamente simile alla linea parentale cv. Creso, ma la sua fertilità risulta ridotta. La trasmissibilità del cromosoma completo per autofecondazione è del 9,5%.