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Il Centro di Ricerca per le Colture Industriali (CIN) con sede in Bologna ha origine nel 1910 con l’istituzione della Regia Stazione Sperimentale di Bieticoltura di Rovigo che nel 1968, congiuntamente all’Istituto di Allevamento Vegetale per la Cerealicoltura di Bologna diventa Istituto Sperimentale per le Colture Industriali. L’Istituto
comprendeva 4 Sezioni Centrali (Biologia e difesa, Conservazione e
trasformazione, Miglioramento genetico, Tecniche colturali) e 3 Sezioni
Periferiche (Battipaglia, Osimo e Rovigo). L’Istituto aveva il compito
di “provvedere agli studi ed alle
ricerche riguardanti il miglioramento di specie, varietà e razze di
piante industriali, la tecnica di coltivazione delle medesime, nonché la
conservazione dei prodotti in rapporto ai rispettivi processi di
estrazione e di trasformazione” G.U. n.14, 18.01.1968, n.1318. Nell’ottobre 2004, l’Istituto Sperimentale per le Colture Industriali di Bologna confluisce nel CRA e nell’agosto 2007, con l’attuazione del piano di riorganizzazione del CRA, diviene Centro di Ricerca per le Colture Industriali.
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| L'attività di ricerca può essere riassunta secondo i seguenti punti:
1) Agronomia, agro-meteorologia, agrobiologia e modellistica dei sistemi agricoli;
Meteorologia, agrobiologia e modellistica dei sistemi agricoli.
Le attività si articolano sui seguenti settori specifici di ricerca: i)
modellazione di sistemi agricoli ii) impatto dei cambiamenti climatici
sulle attività agricole; iii) valutazione di aspetti energetici e del
bilancio del carbonio dei sistemi agricoli; iv) modelli biofisici per la
simulazione di insetti e patogeni di interesse agrario in funzione per
la sostenibilità dei sistemi agricoli l’adattamento ai cambiamenti
climatici. Trasversale a queste azioni lo sviluppo di componenti e
applicazioni software, e lo studio di architettura software per la
realizzazione di strumenti nel settore agro-ambientale; a queste
attività corrisponde la manutenzione di siti web per ottenere il
software prodotto. Nell’ambito della modellazione dei sistemi agricoli,
il Centro è coinvolto in progetti europei e nazionali per lo sviluppo di
modelli e strumenti informatici atti a stimare, mediante metodi
quantitativi, la produttività e le ricadute ambientali di colture
erbacee annuali/poliennali, frutteti/vigneti e sistemi agroforestali, in
specifiche combinazioni di clima, suolo e tecniche di gestione
colturale.
Biomasse lignocellulosiche ad uso energetico.
Presso l'azienda di Anzola dell'Emilia vengono condotti diversi
esperimenti poliennali su specie perenni da energia: canna comune,
miscanto, pioppo, robinia, salice e panico. Detti esperimenti hanno lo
scopo di approfondire le conoscenze sia su aspetti di eco-fisiologia
delle colture, sia sui servizi agroambientali che la coltivazione di
queste colture puo' assicurare. In questo ambito, di particolare
interesse sono gli studi sull'incremento del contenuto del carbonio
organico del suolo e sul contenimento dei nitrati potenzialmente
lisciviabili nel profilo del suolo.
Fibra. Il Centro
colleziona e valuta il germoplasma di canapa e lino. Con tecniche
attuali di biologia molecolare studia le basi genetiche della canapa
allo scopo di orientare e accelerare il miglioramento genetico. Le
ricerche ed i materiali genetici selezionati trovano interesse
industriale per la tendenza al “ritorno” delle fibre naturali in campo
tessile, ma ultimamente si sono aperti settori dell’alimentare e del
farmaceutico che richiedono parti della pianta (semi, aromi, olio etc),
fibra attivata con principi attivi ad azione terapeutiche ed anche
costituenti delle piante tessili con promettenti attività curative
(cannabinoidi, acidi grassi polinsaturi e terpeni).
2) Genetica e miglioramento genetico
Barbabietola da zucchero.
Il CRA-CIN di Rovigo ha avuto un ruolo importante nello sviluppo di
varietà di barbabietola da zucchero resistenti alla rizomania e alla
cercosporiosi, anche attraverso lo studio e l’impiego nel breeding di
sottospecie selvatiche appartenenti al genere Beta (Beta vulgaris ssp. maritima).
Una collezione di linee maschio sterili, ristoratrici e maintainer, e
di impollinanti 2n e 4n sono tuttora conservati e caratterizzati presso
il CRA-CIN di Rovigo. Il CRA-CIN svolge anche studi di genetica e di
genomica della risposta della bietola selvatica e coltivata ad alcuni
importanti stress abiotici, quali lo stress da carenza idrica e da basse
temperature.
Piante da fibra. Il CRA-CIN svolge ricerche nel settore della genetica della biosintesi dei cannabinoidi in canapa (Cannabis sativa),
determinando le sequenze geniche responsabili della diverse varianti
chemotipiche esistenti, e mettendo a punto marcatori PCR per la
selezione assistita per l’identificazione precoce del chemotipo, del
sesso maschile nella canapa dioica, e per l’analisi della variabilità
genetica dei materiali in collezione. Presso il CRA-CIN di Rovigo si
svolgono ricerche sulle possibili applicazioni terapeutiche di linee di
canapa dotate di profili specifici e puri di diversi cannabinoidi,
utilizzabili nel settore farmaceutico. Il CRA-CIN ha inoltre registrato
numerose varietà di lino (Linum usitatissimum), ed è in possesso di una estesa collezione di germoplasma di accessioni e varietà sia da fibra che da seme per questa specie.
Orticole da industria. Il
CRA-CIN svolge studi di genetica e biologia molecolare dei geni
responsabili dell’accumulo di carotenoidi nei tuberi di patata (Solanum tubersosum.
Le ricerche si focalizzano sull’analisi di espressione di diversi
geni-chiave del metabolismo dei carotenoidi nel germoplasma di Solanum,
e sulla caratterizzazione degli alleli associati alla diversità nel
germoplasma del colore del tubero, con l’obiettivo di correlare le
informazioni ottenute a livello genetico e genomico con le quantità
accumulate dei diversi tipi di carotenoidi. L'attività di ricerca
genetica sul fagiolo comune (Phaseolus vulgaris L.) si
interessa di stress biotici, caratterizzando dal punto di vista genomico
le famiglie di geni di resistenza NBS-LRR, e sviluppando marcatori
molecolari associati alla resistenza ai nematodi galligeni (es. gene Mi,
Meloidogyne incognita razza 1), integrando tali marcatori
nelle mappe genetiche disponibili. Vengono svolti inoltre studi
bio-geografici ed evolutivi, basati sulle sequenze geniche ottenute, su
una collezione di germoplasma di Phaseolus (1000 genotipi
analizzati), allo scopo di individuare nuove fonti di resistenza e di
localizzare l'origine delle resistenze stesse.
Oleaginose. Nel settore delle oleaginose il CRA-CIN di Osimo svolge ricerche che mirano alla costituzione di linee di girasole (Helianthus annuus)
ristoratrici, maintainer e maschiosterili ad elevata attitudine
generale alla combinazione, sia convenzionali (alto linolenico, HL) che
ad alto contenuto in acido oleico (HO); il breeding svolto presso il
CRA-CIN di Osimo ha anche l’obiettivo di introdurre la resistenza alla
peronospora e la resistenza agli erbicidi imidazolinoni nelle migliori
linee HL e HO.
3) Microbiologia e sanità delle colture
Ecologia microbica dei suoli e sanità delle colture
. Il centro svolge attività di ricerca nei campi dell’ecologia
microbica, micologia e patologia vegetale con tecniche colturali e
metagenomica. Questi studi sono affiancati da ampio uso di test
biologici per la valutazione funzionale dei microorganismi tellurici,
del rapporto pianta-microorganismi a livello di rizosfera e per la
valutazione dell’impatto delle pratiche agronomiche sulle popolazioni
microbiche dei suoli dei suoli agrari (indicatori microbici di sanità
dei suoli). Tutto questo, in funzione dell’incremento della fertilità
biologica e sanità dei suoli agrari intensivamente coltivati (soil suppressiveness).
Il centro si occupa anche specificamente dei patogeni fungini tellurici
delle colture con studi filogenetici su popolazioni di interesse
agrario; questi studi sono integrati con test biologici e studi
funzionali del rapporto con la coltura ospite. Infine svolge studi sulla
risposta potenziale patogeni tellurici agenti di necrosi radicale ai
cambiamenti climatici, sempre in funzione della gestione agronomica di
queste avversità biotiche responsabili del declino produttivo delle
colture.
Microrganismi e molecole utili per la protezione delle colture e per l’agro-industria. L’attività
di ricerca è rivolta principalmente alla valutazione dell’attività
biologica di composti naturali, microorganismi e loro formulati per
l’impiego in strategie di difesa non convenzionale delle colture, anche
in combinazione con altri mezzi di lotta, quali la biofumigazione con
derivati delle Brassicaceae. Particolare attenzione è rivolta agli agenti di controllo biologico, come il fungo Trichoderma,
di cui il centro conserva e implementa un’ampia collezione. Oggetto di
studio sono i principali meccanismi d’azione, quali antagonismo verso
fitopatogeni fungini, colonizzazione del sito d’infezione, promozione
della crescita e induzione di resistenza sistemica nella pianta ospite,
anche attraverso analisi biochimiche di marker enzimatici e tecniche
biomolecolari di espressione genica. La collezione di Trichoderma
e di altri isolati fungini non fitopatogeni viene studiata anche in
relazione alla produzione di enzimi cellulosolitici e xilanolitici per
applicazioni in diversi settori agro-industriali, come il pretrattamento
biologico delle biomasse lignocellulosiche a scopi energetici, per la
filiera del bioetanolo e del biogas.
4) Conservazione e trasformazione dei prodotti agricoli, inclusa la chimica e la tecnologia delle piante non alimentari
Biocarburanti e biolubrificanti.
Per la produzione di bioetanolo sono stati sperimentati prevalentemente
sorgo zuccherino ed alcuni genotipi di barbabietola da zucchero. Sono
in corso studi di produzione di bioetanolo da biomasse
ligno-cellulosiche mediante l’uso di Trichoderma. Per la
produzione di biocarburanti da colture oleaginose sono state
sperimentate applicazioni in filiera corta e la valorizzazione dei
co-prodotti anche attraverso innovazioni di processo nelle tecnologie
estrattive.
Biofumigazione. Il Centro
ha competenze più che decennali nell’analisi e gestione di molecole
vegetali ad attività biologica, tra le quali il sistema
glucosinolati-mirosinasi, attraverso studi agro-tecnologici, biochimici,
fitopatologici e tossicologici. In tale ambito sono state selezionate
piante e realizzati formulati brevettati (farine, pellets e formulati
liquidi) interamente a base vegetale caratterizzati da un’azione di
controllo biologico di alcuni patogeni agrari nella cosiddetta tecnica
della biofumigazione.
Nutraceutica e Molecole funzionali: Su
questo tema il Centro svolge ricerche approfondite sulle proprietà: a)
dei glucosinolati purificati in quantità di grammi e ad elevato grado di
purezza da semi e piante di Brassicaceae e Moringaceae,
bioattivati con enzima mirosinasi, nella prevenzione delle patologie
tumorali e neurodegenerative, b) di estratti liofilizzati ottenuti da
germogli di Brassicaceae, ad elevato contenuto di
glucosinolati, per usi fitoterapici, c) dei cannabinoidi psicotropi e
non psicotropi per usi salutistici.
Filiera piante oleaginose.
In questo comparto il Centro ha svolto e svolge tuttora attività
agronomica e di miglioramento genetico per l’incremento delle produzioni
agroindustriali sia di tipo alimentare (girasole), sia non alimentare
(Brassicaceae). Studio di colture oleaginose per biolubrificanti ed oli
tecnici per l’industria in un’ottica di Bioraffineria applicata sul
territorio.
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Collezioni:
Cellule: ibridomi e linee cellulari secernenti anticorpi monoclonali specifici per antigeni di virus vegetali;
Microrganismi:
oltre 300 isolati di microrganismi fungini, potenziali agenti di
lotta biologica e/o produttori di enzimi di interesse biotecnologico;
Sementi: barbabietola da zucchero, brassicacee, canapa, fagiolo, girasole, pisello, pomodoro, ricino;
Piante in vitro: patata (cv italiane, storiche straniere, agroecotipi locali, wild relatives)
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