Fonte di Finanziamento:
Media o grande attrezzatura acquisita/cofinanziata con fondi di Ateneo
Nome e acronimo del laboratorio o locale che ospita l'attrezzatura:
serre sperimentali del giardino botanico sperimentale
Servizi offerti:
ISP will provide several services:
1) plant growth under fine-tuned controlled conditions stressed or unstressed with multiple inputs
2) online analysis of inorganic and organic volatile compounds produced by plants stressed or unstressed
3) machine learning analysis of volatilome
Numero di utenti per anno:
Description of research activity:
L'Integrated Smart PHYTOTRON sarà utilizzato per studiare le risposte strutturali e funzionali delle piante a molteplici e
stress abiotico e biotico che interagiscono fornendo l'opportunità di impostare progetti sperimentali complessi.
In particolare, diverse linee di ricerca possono trarre vantaggio da questa struttura:
1. Studi sull'impatto dei Cambiamenti Globali attraverso la caratterizzazione degli effetti morfologici ed ecofisiologici degli inquinanti
(ozono troposferico, particolato, metalli pesanti), aumento di CO2, deposizione di azoto, siccità e stress di salinità sulla vegetazione, da
utilizzando tecniche di misurazione non invasive e non distruttive.
2. Sviluppo di nuovi metodi standardizzati di bioindicazione e biomonitoraggio della qualità ambientale (aria, acqua, suolo) in ambiente naturale e
ecosistemi urbani e negli agroecosistemi, nell'ambito del Programma Vegetazione UNECE/ICP.
3. Quantificazione degli impatti del multi-stress sulla conduttanza stomatica e sul tasso di assimilazione al fine di stabilire livelli critici di O3 per
Climi mediterranei, miglioramento dell'affidabilità del modello per gli ecosistemi mediterranei.
4. Caratterizzazione della risposta funzionale delle specie vegetali naturali ai diversi livelli di inquinamento dell'aria, dell'acqua e del suolo per verificarne
capacità di fitodepurazione e fitoestrazione.
5. Produzione sostenibile di alimenti di origine vegetale: i) mettere a punto protocolli per la biostimolazione delle difese e della produttività delle piante attraverso
composti o organismi benefici; ii), selezionando genotipi e/o varietà resistenti a patogeni e stress (es. inquinanti); iii) cattura
indicatori precoci di stress delle piante per la progettazione di sensori utilizzabili a livello di campo per la prevenzione delle malattie.
6. La variabilità temporale del rapporto NPP-GPP degli alberelli che crescono in condizioni ambientali limitanti. L'uso del carbonio
l'efficienza, o il rapporto tra produzione primaria netta (NPP) e produzione primaria lorda (GPP), rappresenta un modo conveniente per farlo
analizzare l'allocazione C a livello di popolamento alle diverse condizioni di coltivazione. Gli esperimenti condotti in condizioni controllate lo consentiranno
calibrare modelli basati sul processo al fine di prevedere le tendenze del rapporto NPP/GPP nel clima ambientale futuro.
7. L'Integrated Smart PHYTOTRON può essere utilizzato per studiare le risposte di piante modello, piante tolleranti e iperaccumulatrici
e colture a stress ambientali come metalli pesanti/metalloidi. Lo smart PHYTOTRON permetterà di coltivare piante sotto
diverse condizioni ambientali comprese le diverse contaminazioni del suolo e per analizzare i danni che ne derivano per l'organizzazione
della radice, il primo organo vegetale esposto agli inquinanti del suolo. In particolare, sarà possibile studiare gli effetti della contaminazione del suolo
organizzazione e definizione del meristema radice, perché è noto che il meristema radice è responsabile dello sviluppo e della funzione di
l'intero organo ed è anche il principale bersaglio di tossicità causata dagli inquinanti del suolo. Inoltre, il PHYTOTRON consentirà lo studio
gli effetti di più metalli pesanti/metalloidi, presi singolarmente o insieme, sulla crescita dell'apparato radicale e per valutarne
effetti sulla biomassa vegetale totale. Sarà anche utile studiare il ruolo di ormoni o composti simili agli ormoni volatili, come ad esempio
etilene o jasmonati, o di molecole segnale coinvolte nelle risposte allo stress come l'ossido nitrico, durante lo sviluppo della radice sistema di piante esposte a metalli tossici. Questo tipo di PHYTOTRON integrato consentirà di studiare le risposte della pianta a basse
temperature, in particolare gli effetti sullo sviluppo, la crescita e la maturazione del frutto di un'importante specie mediterranea
come l'olivo. Queste ricerche necessitano anche di spazi adeguati per esporre la pianta a temperature definite prima di sottoporle
alle analisi necessarie per valutare la risposta/adattamento degli impianti.
8. Testare gli effetti che i parametri ambientali e l'esposizione a inquinanti quali O3, NOx, SO2, metalli pesanti, possono avere sulla
tasso di crescita di specie utilizzabili nel campo delle energie rinnovabili e sostenibili come Zea mays L. e Brassica napus L.
Le caratteristiche dell'Integrated Smart PHYTOTRON consentono di esporre le specie selezionate a diversi stress o crescita non ottimale
condizione per verificare se la risposta specie-specifica può migliorare la resa e la qualità della materia prima per ottimizzare la
filiera di produzione dei biocarburanti.
9. Funghi promotori della crescita vegetale (biostimolazione, nutrizione, bioprotezione, biorisanamento) di specie di interesse medicinale o agronomico
al fine di sviluppare strategie di coltivazione sostenibili. Questa infrastruttura tecnologica è adatta per studiare gli effetti benefici di
funghi per aumentare la tolleranza del biota delle piante e/o del suolo a stress abiotici come metalli pesanti e xenobiotici.
Description of Third Mission activity:
ISP si inserisce nelle seguenti finalità di terza missione:
1) dissemination verso stakeholders e comunità
2) citizen scientists
3) sharescience
4) conto terzi
In particolare, ISP sarà al centro di diversi progetti di ricerca già in corso e verrà usato come model di technology transfer e sharing sciences. ISP farà infatti parte di network infrastrutturali come MetroFood e centri interateneo come Saperi&Co che serviranno come piattaforma per fare sharescience e per informare gli stakeholder di progetto e organizzare eventi pubblici di science dissemination.
ISP è un laboratorio green che consente di vedere in tempo reale come le piante reagiscono (respirano) agli stress. Questo servirà per insegnare a studenti degli istituti scolastici il funzionamento delle piante e come queste fanno "£resilienza" agli stress e inoltre sarà importante per gli amministratori locali per indirizzare la configurazione del verde urbano, ambiente fortemente soggetto a air pollutants.
Description of educational/training activity:
ISP sarà al centro di lezioni pratiche in diverse discipline nei diversi corsi di laurea che hanno l'agritech e la sostenibilità nella loro mission, tra questi sicuramente:
- Laurea Triennale in Biotecnologie agroalimentari ed industriali
- Laurea Triennale in Scienze Biologiche
- Laurea Triennale in Bioinformatics
- Laurea Magistrale in Biologia e Tecnologie Cellulari
- Laurea Magistrale in Biotecnologie genomiche, industriali ed ambientali
- Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Alimentari
- Laurea Magistrale in Biochemistry
nei corsi di dottorato in:
- Biologia Ambientale ed Evoluzionistica
- Food Systems
- Genetica e Biologia Molecolare
Questi sono corsi dei 3 livelli di istruzioni che ospitano centinaia di ragazzi ogni anno i quali fruiranno durante i corsi di esercitazioni pratiche svolte in ISP.
Ambiti tecnologici trasversali - Key Enabling Technologies:
Life-science technologies & biotechnologies