Ricerc@Sapienza

The research group investigates the molecular and regulatory networks that control the development and diversification of the plant root system. By integrating approaches from developmental biology, evolution and development (evo-devo), physiology, and plant biotechnology, the lab explores how hormonal signals, microRNAs, and gene–environment interactions shape root formation, plasticity, and pattern variability—both across species and within a single species. Using multiple model systems — Arabidopsis thaliana, Cardamine hirsuta, Camelina sativa, Oryza sativa, and Nicotiana benthamiana — the group studies the mechanisms that enable plants to adjust their root architecture to changing environmental conditions such as water stress, soil contamination, and climate change. These studies combine gene expression analyses, genome editing, and advanced imaging to uncover the evolutionary and molecular principles underlying root morphological diversity. Beyond basic research, the group is actively engaged in developing biotechnological applications aimed at improving crop resilience and agricultural sustainability, in collaboration with international companies and research consortia. Since 2023, the laboratory has been collaborating with the Italian Space Agency (ASI) to study rice adaptation to space conditions, contributing to the development of plants capable of supporting long-term missions and future space agriculture. By combining interdisciplinary approaches with an applied vision, the group stands at the forefront of research linking development, evolution, and environmental adaptation in plants, advancing both the fundamental understanding of plant biology and the creation of innovative solutions for sustainable agriculture.

Il gruppo di ricerca indaga le reti molecolari e regolatorie che controllano lo sviluppo e la diversificazione del sistema radicale nelle piante. Integrando approcci di biologia dello sviluppo, genetica evolutiva (evo-devo), fisiologia e biotecnologia vegetale, il laboratorio esplora come i segnali ormonali, i microRNA e le interazioni gene-ambiente determinano la formazione, la plasticità e la variabilità del patterning radicale sia tra specie diverse sia all’interno di una stessa specie. Attraverso l’uso di diversi sistemi modello — Arabidopsis thaliana, Cardamine hirsuta, Camelina sativa, Oryza sativa e Nicotiana benthamiana — il gruppo studia i meccanismi che permettono alle piante di adattare la propria architettura radicale a condizioni ambientali variabili, come stress idrici, contaminazione del suolo e cambiamenti climatici. Queste ricerche combinano analisi di espressione genica, editing genomico e imaging avanzato, con l’obiettivo di comprendere i principi evolutivi e molecolari alla base della diversità morfologica delle radici.

Oltre alla ricerca di base, il gruppo è impegnato nello sviluppo di applicazioni biotecnologiche volte a migliorare la resilienza delle colture e la sostenibilità agricola in collaborazione con aziende e consorzi internazionali. Dal 2023, il laboratorio collabora con l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) per studiare l’adattamento del riso a condizioni spaziali, contribuendo allo sviluppo di piante in grado di sostenere missioni di lunga durata e la futura agricoltura spaziale.

Combinando approcci interdisciplinari e visione applicativa, il gruppo si pone all’avanguardia nello studio dei meccanismi che collegano sviluppo, evoluzione e adattamento ambientale nelle piante, contribuendo sia alla comprensione dei principi fondamentali della biologia vegetale sia alla creazione di soluzioni innovative per l’agricoltura sostenibile del futuro.