InnoWheatRes

Finanziato dall'Unione Europea - NextGenerationEU a valere sul Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) – Missione 4 Istruzione e ricerca – Componente 2 Dalla ricerca all’impresa - Investimento 1.1, Avviso Prin 2022 indetto con DD N. 104 del 2/2/2022, dal titolo "Advanced breeding with Innovative strategies to improve biotic stresses resistance in durum wheat", codice proposta  2022HMJXCC - CUP .

Il frumento è uno degli alimenti di base più importanti a livello mondiale. La sua produzione è influenzata da patogeni fogliari quali ruggini, oidio e septoriosi (STB), nonché da contaminazioni della granella con micotossine, come nel caso della fusariosi della spiga (FHB). Lo sviluppo di cultivar con resistenza ad ampio spettro e/o poligenica (mediante piramidazione genica) rappresenta il metodo più efficace, economico e sostenibile dal punto di vista ambientale per il controllo duraturo delle malattie. Il progetto InnoResWheat si propone di valorizzare fonti di resistenza già identificate dai partner, al fine di sviluppare strumenti molecolari per l’impiego di resistenze durevoli. Le unità di ricerca collaboreranno per comprendere le basi funzionali della resistenza. InnoResWheat si basa sull’ampia attività di ricerca collaborativa condotta dalla comunità internazionale di ricerca e miglioramento genetico del frumento duro.

Risultati attesi

InnoResWheat punterà a identificare preziose fonti di resistenza ad ampio spettro e/o poligeniche (piramidazione genetica) già identificate dai partner per fornire strumenti molecolari per l’implementazione di resistenze duratura.

Risultati conseguiti

Le analisi multi-omiche integrate (genomiche, trascrittomiche e regolative) hanno permesso di identificare per la prima volta in modo sistematico i principali determinanti della resistenza nel frumento duro (QTL, geni candidati e biomarcatori), fornendo basi solide per programmi di breeding più rapidi ed efficaci contro fusariosi, septoriosi e ruggini.

L’impiego di tecnologie genomiche avanzate (GWAS, BSA-NGS, RNA-seq, mappaggi ad alta densità) ha ampliato significativamente il catalogo di loci e alleli di resistenza, evidenziando nuovi loci per fusariosi della spiga e localizzando con maggiore precisione geni chiave come WheatPme-1 e WAKs, coinvolti nelle risposte difensive della pianta. Ulteriori loci per septoriosi e ruggine sono stati identificati in popolazioni derivate da landraces ad ampia diversità genetica.

In particolare, Sono stati identificati:

• nuovi loci per resistenza a fusariosi della spiga da una popolazione segregante di frumento duro

• sono stato localizzati più precisamente i geni causale della resistenza a fusariosi:
(i) WheatPme-1, (2AS) che catalizza la de-metilazione della pectina, influenzando l’accessibilità della parete cellulare (CW) agli enzimi degradativi fungini (DE); e
(ii) del gene WAKs (2AS) enzima che consente alle cellule vegetali di rispondere ai segnali di stress biotici provenienti dall’ambiente esterno.

A partire da cinque popolazioni di mappa ottenute da landraces di frumento duro nord-africane e siciliane, etiopiche, transcaucasiche, sono stati mappati:

• diversi loci per resistenza parziale alla septoriosi delle foglie

• tre loci principali di resistenza a ruggine bruna

Questi risultati accelerano l’identificazione e la validazione di candidati utili al miglioramento genetico, con impatti concreti: riduzione dell’uso di fungicidi, minori costi e maggiore stabilità produttiva, oltre a benefici ambientali.

Dal punto di vista della sicurezza alimentare, il miglioramento della resistenza alla fusariosi contribuirà a ridurre la contaminazione da micotossine (DON), aumentando qualità e valore commerciale del prodotto.

Nel complesso, InnoWheatRes rappresenta un avanzamento strategico verso una cerealicoltura più resiliente, sostenibile e competitiva, con rilevanti ricadute economiche, ambientali e sociali.

Dettagli del progetto

• Programma di finanziamento: PRIN 2022
• D.D. del MUR : 104 del 02/02/2022
• Codice progetto MUR: 2022HMJXCC
• CUP: J53D23010020006
• Contributo complessivo UE: € 206.937,00
• Contributo al DISTAL: € 82.737,00
• Durata: 12/10/2023 - 28/02/2026
• Coordinatore: Università di Bari
• Responsabile Scientifico: Marco Maccaferri