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Sequenziamento Genoma Frumenti: la mappa fisica del cromosoma 5A (MAPPA5A)

Progetto Internazionale Sequenziamento Genoma Frumenti: la mappa fisica del cromosoma 5A (MAPPA5A) finanziato dal MIPAF (scadenza Ottobre-Novembre 2012). Titolo della ricerca della UO VT: ”Analisi strutturale e funzionale di geni codificanti per adenosina 5’-fosfosolfato reduttasi (APR-like) e disolfuro isomerasi (PDI-like) localizzati sul cromosoma 5A”.
Responsabile Prof. Mario Ciaffi.
Collaborazioni:
Prof. Antonio Blanco, Dr.ssa Agata Gadaleta, Dipartimento di Biologia e Chimica Agro-forestale ed ambientale, Università degli Studi di Bari
 
A seguito di contatti intrapresi a livello mondiale con i coordinatori di IWGSC (International Wheat Genome Sequencing Consortium) ed ETGI (European Triticeae Genome Iniziative) si è ritenuto opportuno, per la comunità scientifica nazionale e per il CRA, proporre un progetto finalizzato alla partecipazione dell'Italia all'iniziativa mondiale di sequenziamento del genoma del frumento attraverso la gestione di uno dei cromosomi. All'iniziativa italiana è stato assegnato il cromosoma 5A, caratterizzato dalla presenza di geni importanti per diversi caratteri di interesse nazionale quali la resistenza a stress abiotici, biotici e importanti aspetti qualitativi. Il genoma A è comune sia al frumento tenero che al frumento duro, per cui, nonostante il sequenziamento sarà realizzato su DNA di tenero, tutta l'esplorazione dei dati e le conseguenti ricadute applicative potranno essere condotte su frumento duro, specie di maggiore interesse nazionale. Al fine di utilizzare le informazioni genomiche che vengono generate dall'iniziativa internazionale per il sequenziamento del genoma del frumento, il presente progetto prevede inoltre lo sviluppo di alcune attività pilota dedicate allo studio funzionale di alcuni geni localizzati sul cromosoma 5A coinvolti nella determinazione di caratteri qualitativi e di resistenze a stress biotici ed abiotici.
Al progetto partecipano le seguenti strutture ed enti di ricerca:
CRA - Centro di ricerca per la genomica e la postgenomica animale e vegetale (Fiorenzuola d’Arda PC) - Centro interdipartimentale; EEPP - Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali, MiPAAF; CRA - Unità di ricerca per la valorizzazione qualitativa dei cereali (Roma); CRA - Centro di ricerca per la cerealicoltura (Foggia); EEPP - Ente per le Nuove tecnologie, l'Energia e l'Ambiente (ENEA), Centro di Ricerca Casaccia; Università degli Studi di Bari - Dipartimento di Biologia e Chimica Agroforestale e Ambientale; Università degli Studi della Tuscia – Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l’Agricoltura, le Foreste e l’Energia; Università di Modena e Reggio Emilia; Università degli Studi di Bologna - Dipartimento di Scienze e Tecnologie agroambientali; Università del Salento - Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche ed Ambientali; Università degli Studi di Padova- Centro di Ricerca Interdipartimentale per le Biotecnologie Innovative; Associazione Istituto di Genomica Applicata di Udine; Fondazione Parco Tecnologico Padano; Metapontum Agrobios.
Titolo della ricerca svolta dall’UO VT cordinata dal Prof. Mario Ciaffi:”Analisi strutturale e funzionale di geni codificanti per adenosina 5’-fosfosolfato reduttasi (APR-like) e disolfuro isomerasi (PDI-like) in frumento”.
L’attività di ricerca riguarda l’isolamento e la caratterizzazione molecolare e funzionale di geni localizzati sui cromosomi del gruppo di omeologia 5 codificanti per proteine disolfuro isomerasi (PDI) che potenzialmente sono coinvolte nella determinazione delle caratteristiche qualitative della granella. Le PDI sono ossidoriduttasi che catalizzano la formazione, riduzione e isomerizzazione dei legami disolfuro nelle proteine nascenti all'interno della via di secrezione. L'importanza potenziale di questi enzimi nell'endosperma in sviluppo deriva dal loro ruolo nella corretta formazione dei legami disolfuro e, conseguentemente, nella formazione delle strutture terziaria e quaternaria delle proteine di riserva. Nell’ambito delle proteine appartenenti alla famiglia PDI delle piante è incluso anche il gruppo delle proteine APR-like (5’-adenosinfosfosolfato riduttasi). Caratteristica di queste proteine è la presenza di un dominio tioredossinico altamente conservato con attività riduttasica. Alcune di queste proteine contengono un dominio aggiuntivo (dominio PAPS) responsabile insieme al dominio tioredossinico dell’attività adenil sulfato riduttasica. Proteine con questa struttura sono considerate enzimi chiave nella via di assimilazione riduttiva del solfato che porta alla sintesi di cisteina e del glutatione.
Obiettivi dell’attività svolta dall’UO VT :
1) Localizzazione cromosomica delle sequenze codificanti per 9 geni PDI-like.
2) Isolamento in frumento di geni ortologhi di riso codificanti per proteine APR-like e loro localizzazione cromosomica.
3) Isolamento delle sequenze cDNA omeologhe per ciascuno dei geni PDI-like e/o APR-like localizzati sui cromosomi 5 ed analisi del loro profilo di espressione.
Caratterizzazione funzionale dei geni isolati in piante transgeniche con livelli di espressione modificati mediante RNA interference (RNAi) e/o sovraespressione.

 

Progetti di Ricerca: Sequenziamento Genoma Frumenti: la mappa fisica del cromosoma 5A (MAPPA5A)

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