Patogeni e zecche vettrici: studio epidemiologico in parchi pubblici dell'Emilia Romagna

Le malattie trasmesse da zecche sono un importante problema sia per la salute animale che per quella umana e negli ultimi decenni hanno aumentato notevolmente la loro diffusione, in seguito ai cambiamenti climatici, che hanno permesso la distribuzione delle zecche in aree prima non interessate. Per tale motivo si è deciso di effettuare un’indagine sulla diffusione delle zecche e sui patogeni da loro trasmessi, mediante campionamenti sia a livello ambientale, sia su animali e umani infestati in quattro siti di tre parchi dell’Emilia Romagna, dove non risultavano precedenti segnalazioni, nelle province di Bologna e Ravenna, da Aprile a Ottobre 2010. In totale sono state raccolte 8212 zecche. Dall’ambiente sono state campionate 6734 larve, 1344 ninfe, 61 adulti; dagli animali e da persone sono stati raccolti 68 adulti e 5 ninfe appartenenti a diverse specie di Ixodidae. Sono state condotte analisi sull’abbondanza delle zecche nelle diverse aree di raccolta, in funzione del periodo di campionamento, della temperatura e dell’umidità relativa misurata a 5 cm dal suolo al momento del campionamento e della vegetazione. Su tutti gli individui adulti e su pool di ninfe e di larve, per un totale di 393 campioni, sono state condotte analisi di tipo molecolare per la ricerca di piroplasmi, Anaplasma phagocytophilum e Borrelia burgdorferi s.l. Attraverso la PCR e il sequenziamento, è emerso che il 7,6% dei campioni era positivo per piroplasmi, tra i quali è stata riscontrata anche la presenza delle specie zoonosiche Babesia EU1 e B. divergens. La real-time PCR eseguita solo sui campioni costituiti da ninfe e adulti ha evidenziato una prevalenza del 9,2% per A. phagocytophilum e del 21,6% per B. burgdorferi s.l. Su questi patogeni sono state quindi condotte analisi di tipo filogenetico. In alcuni campioni sono state riscontrate coinfezioni con combinazioni di due patogeni contemporaneamente.

Gwas analysis for the identification of molecular basis responsible for yield related traits and disease resistance in durum wheat

The PhD thesis was developed in the framework of Innovar H2020 project. This project aimed at using genomics, transcriptomics and phenotyping techniques to update varietal registration procedure used in Europe for Value of Cultivation and Use (VCU) and Distinctiness Uniformity and Stability (DUS) protocols. The phenotypic and genotypic diversity of a durum wheat panel were assessed for different agronomic traits, connected with wheat development, disease resistance and spike fertility. A panel of 253 durum wheat varieties was characterized for VCU and DUS traits and genotyped with Illumina 90K SNP Chip array (Wang et al., 2014). GWAS analysis was performed, detecting strong QTLs confirmed also by literature review. Candidate genes were identified for each trait and molecular markers will be developed to be used for marker assisted selection in breeding programs. As for disease resistance, the panel was evaluated for resistance to Soil-Borne-Cereal-Mosaic-Virus (SBCMV). A major QTL, sbm2, was detected on chromosome 2B responsible for durum wheat resistance (Maccaferri et al., 2011). The sbm2 interval was explored by fine mapping on segregant population using KASP markers and by RNASeq analysis, detecting candidate genes involved in plant-pathogen reaction. As regards yield related traits, detailed analysis was performed on the GNI-2A QTL (Milner et al., 2016), responsible for increased number spike fertility. Fine mapping analysis was performed on durum panel identifying hox2 a strong candidate gene, codifying for transcription factor protein. The gene is paralogue of GNI-1 (Sakuma et al., 2019), and it has a 4 kbp deletion responsible for increased number of florets per spikelet. To conclude, the herein reported thesis shows a complete characterization of agronomic and disease resistance traits in modern durum wheat varieties. The results obtained will augment available information for each variety, identifying informative molecular markers for breeding purposes and QTLs/candidate genes responsible for different agronomic traits.