Studio di caratteri correlati a stress idrico in una collezione di cultivar di frumento duro (Triticum durum Desf.)

L’agricoltura si trova ad affrontare una diminuzione della disponibilità d’acqua ed una crescente domanda della produzione di cereali per scopi alimentari. Sono perciò necessarie strategie di coltivazione innovative per migliorare la produttività e nuovi genotipi migliorati nell'efficienza dell’uso delle risorse in condizioni di siccità. Questi rappresentano gli obietti principali del progetto “DROPS” (Drought tolerant yielding Plants) all’interno del quale ha avuto luogo il mio progetto di Dottorato. La mia attività di ricerca è stata svolta come segue: 1. Caratterizzazione molecolare di un panel di188 accessioni di frumento duro con marcatori SSR e DaRT; 2. Esperimenti in serra su 100 accessioni del panel per valutare la Water-Use Efficiency (WUE) in sei repliche secondo un Alpha Lattice design; 3. Prove sul campo, effettuate secondo un Alpha Lattice design, in due stagioni di crescita: a. 2010/11, valutazione di 100 accessioni presso l’Azienda sperimentale dell'Università di Cadriano (BO); b. 2011/12, valutazione del panel completo in 3 ambienti, con due diversi regimi irrigui In entrambi gli anni, abbiamo valutato caratteri agronomici correlati con il ciclo di sviluppo, la resa di granella e sue componenti, nonché diversi fattori ambientali e del suolo. Per quanto riguarda WUE, abbiamo trovato differenze altamente significative tra accessioni; inoltre, cinque accessioni hanno mostrato elevati valori di WUE e cinque accessioni valori molto bassi di WUE in tutte e sei le repliche. Gli esperimenti di campo nelle stagioni 2011 e 2012 hanno evidenziato differenze altamente significative tra le accessioni del panel per la maggior parte dei caratteri analizzati, confermando inoltre che il panel di fiorisce entro una settimana. L'esperimento del secondo anno ci ha permesso osservare un significativa interazione Genotipo X Ambiente. Questi risultati saranno integrati con ulteriori analisi QTL, per identificare regioni cromosomiche coinvolte nel controllo genetico dei caratteri di interesse e verificare la stabilità dei QTL in diversi ambienti.

Influence of cultivar choice, sowing date and abiotic stresses on tocopherol content and composition in Camelina sativa (L.) Crantz

In Europe, the current demand for vegetable oils and the need to find alternative crops for the regions most affected by climate change (i.e., Mediterranean basin) may be a launchpad for camelina [Camelina sativa (L.) Crantz] to be steadily introduced in European cropping systems. Camelina is mainly known for the unique composition of its oil, with a fatty acids profile including more than 50% content of essential linoleic and linolenic fatty acids, and a high tocopherol content. Being tocopherols part of the vitamin E family of antioxidants, the added value of growing camelina in harsh environments could be the enhancement of tocopherol content in camelina oil, thus having a more stable and nutritionally valuable product. With the final purpose of fully valorize camelina as a tolerant, valuable-oil producing crop for the Mediterranean basin, the main aim of this study was to investigate whether and how sowing date, cultivar choice, and abiotic stresses can affect tocopherol content and composition in camelina oil. The results showed that cultivar choice and growing conditions influenced total tocopherol, γ-tocopherol, and α-tocopherol contents. Moreover, heat stress trial revealed that high temperature increased α-tocopherol content, while no effect was observed in total tocopherols and in γ-tocopherol content. Finally, drought increased total tocopherols in camelina, and in drought-sensitive lines an increase in α-tocopherol was observed. This study allowed to acquire awareness on camelina resistance to abiotic stresses, coupled with a better knowledge on tocopherol content and composition in relation to cultivar, sowing date, and abiotic stresses. This will have an impact for the introduction of camelina as an alternative crop in harsher environments, such as the Mediterranean basin, to produce an oil suitable for food, feed, and industrial applications.