DNA-BASED METHODS FOR AUTHENTICITY AND TRACEABILITY OF PLANTAND MICROBIAL SPECIES AND DURUM WHEAT VARIETIES

Abstract

Qualità e sicurezza degli alimenti, inclusa la loro tracciabilità ed autenticità, è diventato ngli ultimi anni obiettivo primario per la salute e il benessere dei consumatori. Il progetto è diretto allo sviluppo e applicazione di metodiche DNA-based per la tracciabilità di specie vegetali, varietà di frumento duro e microorganismi a difesa della qualita’, salubrita’ ed autenticità della filiera grano e prodotti processati. Le attività progettuali dello studio sono finanziate da industria (Barilla S.P.A.) con il coinvolgimento di enti pubblici di ricerca (Università Cattolica Del Sacro Cuore Di Piacenza, CREA-GB di Fiorenzuola D’arda). Il progetto si articola in tre argomenti principali: WP1.Tracciabilità di specie vegetali nella filiera pasta. Tracciabilità di varietà di frumento duro nella filiera pasta A questo scopo sono state intraprese nel secondo anno di attività due azioni dirette allo sviluppo e validazione di due diverse metodiche di fingerprinting varietale. Partendo dalle direttive UPOV in materia di impiego di marcatori molecolari per la caratterizzazione varietale è stata applicata e validata su di un pool di 26 varietà di interesse per l’industria un’ analisi basata su di una combinazione di marcatori SSR (Simple Sequence Repeats) che ha consentito di identificare in maniera univoca ciascuna delle varietà in esame. Il saggio è stato trasferito ai laboratori dell’industria che lo applica attualmente nella routine per il controllo di partite di granella. A fronte della robustezza dell’analisi SSR si pongono però i lunghi tempi analitici. Per ottimizzare questo aspetto si è completata un’attività di sequenziamento parziale del genoma di 28 varietà presenti in due repliche biologiche (52 campioni) e 12 mix di DNA di due varietà (4 differenti percentuali per ogni coppia di varietà miscelate). I dati ottenuti hanno fornito circa 15.000 marcatori molecolari DArT-seq (Diversity Array Technology ) e SNP (Simple Nucleotide Polimorphisms). Dall’intero set di marcatori è stato quindi individuato, attraverso una procedura bioinformatica, un set ridotto di marcatori ad alta informatività in grado di identificare univocamente le singole varietà e di predire la presenza di altre varietà in miscela e la percentuale di contaminazione. WP2.Tracciabilità Di Microrganismi Fungini Nella Filiera Pasta Questo studio è volto al controllo e identificazione di specie microbiche patogene che possono svilupparsi lungo la filiera grano con conseguente impatto negativo sulla salubrità di granella, di semole e dei prodotti finiti. A questo scopo sono stati prodotti campioni di granella a contaminazione controllata. Si è costituita attraverso l’analisi delle sequenze Barcode una ceppoteca che comprende i maggiori patogeni fungini che possono contaminare la granella durante la crescita della pianta in campo o durante lo stoccaggio della granella. Dopo l’inoculo artificiale dei singoli ceppi in due varietà di frumento duro, sono stati raccolti, a tempi crescenti, campioni di spighe e granella. La metodica è risultata rapida e sensibile nell’identificazione di DNA fungino fin dalle prime fasi dell’infezione, quando i sintomi della malattia risultavano ancora non ancora visibili. Le informazioni di sequenza Barcoding, in prospettiva, potranno essere utilizzate per sviluppare nuovi metodi di identificazione fungina più sensibili e rapidi. WP3. Identificazione molecolare di microrganismi vivi o morti in pesto L’obiettivo di questo lavoro è stato quello di sviluppare metodiche di V-qPCR (Viability-PCR), per permettere l’identificazione, quantificazione e discriminazione cellule microbiche vive o morte in alimentiprocessati, come il pesto. Per lo studio è stato scelto il batterio patogeno B.cereus, microrganismo ubiquitario, patogeno e sporigeno di difficile identificazione soprattutto in matrici complesse. Durante questo lavoro è stato sviluppato un protocollo analitico che prevede l’estrazione del DNA batterico da pesto, matrice interferente e complessa. Parte del lavoro è stata svolta presso l’Istituto di Microbiologia dell’Università Cattolica e l’Istituto IATA CSIC Institut d’Agroquímica i Tecnologia dels Aliments in Valencia.