La ricerca è finalizzata allo studio del genoma di specie chiave nell’economia agricola italiana (melanzana, peperone e carciofo), con l’obiettivo di identificare geni/alleli chiave utilizzabili per il miglioramento genetico di caratteri agronomico-produttivi di rilievo, e per fornire informazioni sui meccanismi alla base dell'evoluzione delle colture agricole, in una visione pan-genomica delle specie

Il settore della genomica vegetale è in forte espansione. La disponibilità di nuove tecnologie ad alta efficienza come il Next Generation Sequencing (NGS), ha reso infatti accessibile l’ottenimento di grandi quantità di informazione genomica, sia in specie modello che in specie meno studiate. Allo stesso tempo, la bioinformatica sta giocando un ruolo sempre più chiave nella gestione di questi "Big Data".

Il gruppo di Genomica Strutturale e Bioinformatica conduce le sue attività di ricerca nell’ambito di specie agricole di interesse commerciale, aventi un ruolo chiave nell'economia agricola italiana (e.g.: melanzana, peperone e carciofo). Grazie al sequenziamento NGS e ad un uso estensivo della bioinformatica, abbiamo recentemente reso disponibili i genomi di riferimento per la melanzana ed il carciofo, utilizzabili per l’analisi comparativa tra specie diverse e tracciare la storia evolutiva che ha portato alle moderne varietà oggi coltivate.

Le informazioni ottenute attraverso progetti di risequenziamento rappresentano un potente strumento nell'era pan-genomica, permettendo la comparazione di varietà della stessa specie. Queste analisi mettono in luce variazioni di sequenza a singolo nucleotide (SNP) in geni in grado di influenzare caratteri agronomici chiave come la dimensione e la forma del frutto. L’analisi comparativa permette inoltre di evidenziare variazioni sia in miRNA, che in geni di resistenza (RGA) e suscettibilità (geni S), utili nelle moderne strategie di 'breeding'.

Approfondimenti
Globe artichoke genome database
Resequencing Piedmontese Pepper Ecotypes
Eggplant Microsatellite Database
G2P-SOL - Linking genetic resources, genomes and phenotypes of Solanaceous crops
Pro-grace - ‘Promoting a Plant Genetic Resource Community for Europe

• PRO-GRACE, finanziato dalla Commissione europeaPromoting a Plant Genetic Resources Community for Europe
• G2P-SOL, finanziato dalla Commissione europea
• Finanziamento da parte delle ditte Vilmorin & Cie, Enza Zaden, Rijk Zwaan Research and Development
• RisEPP - Risequenziamento Ecotipi Peperone Piemontese, finanziato dalla fondazione CRC
• OsmOs - Exploitation Of Omics Technologies In Solanum Melongena for Abiotic/biotic Stress Analysis, finanziato dalla Fondazione Compagnia di S. Paolo (CSP).

• Barchi, L., Aprea, G., Rabanus-Wallace, M.T., Toppino, L., Alonso, D., Portis, E., Lanteri, S., Gaccione, L., Omondi, E., van Zonneveld, M., Schafleitner, R., Ferrante, P., Börner, A., Stein, N., Díez, M.J., Lefebvre, V., Salinier, J., Boyaci, H.F., Finkers, R., Brouwer, M., Bovy, A.G., Rotino, G.L., Prohens, J., Giuliano, G., (2023). Analysis of >3400 worldwide eggplant accessions reveals two independent domestication events and multiple migration-diversification routes. The Plant Journal n/a. doi: 10.1111/tpj.16455
• Tripodi P., Rabanus-Wallace M.T., Barchi L., Kale S., Esposito S., Acquadro A., Schafleitner R., Zonneveld M. van, Prohens J., Diez M.J., Börner A., Salinier J., Caromel B., Bovy A., Boyaci F., Pasev G., Brandt R., Himmelbach A., Portis E., Finkers R., Lanteri S., Paran I., Lefebvre V., Giuliano G., Stein N. (2021). Global range expansion history of pepper (Capsicum spp.) revealed by over 10,000 genebank accessions. PNAS 118. doi: 10.1073/pnas.2104315118
• Barchi L., Rabanus-Wallace M.T., Prohens J., Toppino L., Padmarasu S., Portis E., Rotino G.L., Stein N., Lanteri S., Giuliano, G. 2021. Improved genome assembly and pan-genome provide key insights into eggplant domestication and breeding. The Plant Journal n/a. doi: 10.1111/tpj.15313.
• Acquadro A., Portis E., Valentino D., Barchi L. and Lanteri S. (2020). “Mind the Gap”: Hi-C Technology Boosts Contiguity of the Globe Artichoke Genome in Low-Recombination Regions. G3: Genes, Genomes, Genetics 10, 3557–3564. doi:10.1534/g3.120.401446.
• Acquadro A., Barchi L., Portis E., Nourdine M., Carli C., Monge S., et al. (2020). Whole genome resequencing of four Italian sweet pepper landraces provides insights on sequence variation in genes of agronomic value. Scientific Reports 10, 9189. doi:10.1038/s41598-020-66053-2.

Sono in corso collaborazioni con Università, enti di ricerca pubblici, ditte italiane e straniere:
Weizmann Institute of Science, Rehovot 7610001 (Israele)
UC Davis Genome Center, University of California, Davis (USA)
COMAV, Universitat Politècnica de Valencia, 46022 València (Spagna)
INRA, UR1052 GAFL, Unité de Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes, 84140 Montfavet (Francia)
IPK, 06466 Gatersleben (Germania)
WUR, 6708PB Wageningen (Paesi Bassi)
The World Vegetable Center, Shanhua, Tainan, 74199 (Taiwan)