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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
SOSTANZA ORGANICA NATURALE; CARATTERIZZAZIONE MOLECOLARE; RELAZIONE STRUTTURA-ATTIVITÀ; NUTRIZIONE AZOTATA DELLE PIANTE; EMBRIOGENESI DELLE CELLULE VEGETALI; BIOTECNOLOGIA DEI BATTERI DEL SUOLO; SISTEMA SUOLO-PIANTA RIZOSFERICO; FLUSSO DI ESSUDATI RADICALI; BIOCHEMIOMETRIA

Relazioni struttura-attività della sostanza organica naturale in sistemi suolo-pianta

Università degli Studi di Napoli "Federico II"
Abstract
Questo programma di ricerca intende mettere a frutto le metodologie chimiche, fisologiche, biochimiche e biotecnologiche messe a punto in una precedente fase di ricerca per affrontare il fondamentale problema della relazione struttura molecolare-attività biologica della sostanza organica naturale nel sistema suolo pianta. L'influenza diretta della sostanza organica del suolo o da riciclo di biomasse agrarie sulla nutrizione vegetale e sull'interazione rizosferica suolo-pianta è un aspetto ancora molto trascurato a causa della formidabile complessità molecolare della sostanza organica naturale. Tuttavia, la possibilità di poter arrivare ad una relazione struttura-attività nel sistema suolo-pianta potrebbe presentare nuovi scenari economicamente ed ecologicamente importanti nel settore agrochimico. Infatti, mentre si accresce la quota di mercato rappresentata dei cosiddetti fertilizzanti organici a base di sostanza organica naturale a seguito dell'indubbio effetto che essi hanno sullo sviluppo fisologico e le rese di molte colture, è sconosciuto il meccanismo con cui si espletano tali effetti e quali siano le classi molecolari o i composti responsabili degli stessi effetti. Questo programma intende colmare questa lacuna utilizzando i metodi avanzati di caratterizzazione molecolare della sostanza organica naturale e le procedure sofisticate atte ad evidenziare in dettaglio i suoi effetti sulla nutrizione e fisiologia di colture selezionate, sull'ambiente rizosferico e sulla >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Alessandro PICCOLO Università degli Studi di NAPOLI "Federico II"
Obiettivo del Programma di Ricerca
Questo programma di ricerca intende perseguire i seguenti obiettivi:
1. Compiere un'indagine scientifica sugli effettivi meccanismi che sottintendono al già verificato aumento di assimilazione di nutrienti minerali da parte delle colture agrarie (in particolare mais e grano) a seguito di somministrazione di sotanza organica naturale con composizione chimica variabile. A tal fine si isoleranno 33 estratti di sostanza organica naturale da suoli agrari, forestali e da biomasse di riciclo.
2. Utilizzare metodologie già messe a punto per il frazionamento molecolare della sostanza organica. In particolare, la già attestata significativa correlazione tra un frazionamento molecolare chimico e le informazioni molecolari ottenibili per Pirolisi-Gas Cromatografia-Spettrometria di Massa (con tenica sia diretta che indiretta)e per spettroscopia 13C-CPMAS-NMR, permetterà di ottenere rapidamente (o almeno nel tempo previsto da questa ricerca) informazioni molecolari dettagliate su tutti e 33 i campioni di sostanza organica naturale previsti. Questi campioni saranno distribuiti alle unità operative per esperimenti biologici.
3. Quantificare l'accresciuta assimilazione di nutrienti da parte delle piante selezionate in funzione di tutti i materiali organici previsti e valutare la relativa variazione del metabolismo (sistema enzimatico) vegetale.
4. Applicare le biotecnologie esistenti e sviluppare nuovi approcci genomici per valutare l'effetto della composizione >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La sostanza organica naturale è ubiquita nell'ambiente e controlla la maggior parte della reattività biotica ed abiotica nel suolo e nelle acque (Koerdel et al., 1997). La reattività della sostanza organica naturale del suolo o sostanze umiche, sia nella sua fase solida (Kozak, 1996) che in quella liquida (Zsolnay, 1996) determina la qualità fisica, chimica e biologica del suolo. Essa è funzione non solo delle sua composizione chimica ma anche delle sue dimensioni molecolari ed ambedue controllano le trasformazioni biologiche e le funzioni ecologiche della sostanza organica. Tuttavia, l'enorme complessità molecolare del materiale umico naturale ha finora impedito che si potesse mettere in relazione le sue proprietà chimiche con l'attività biologica che esso espleta nel sistema suolo-pianta come stimolante degli aspetti fisiologici e nutrizionali delle piante, regolatore dell'ambiente rizosferico, e modificatore della complessità microbica del suolo.
Recenti studi sperimentali hanno indicato che le sostanze umiche nel suolo sono associazioni supramolecolari di molecole eterogenee relativamente piccole legate insieme da forze deboli come i legami d'idrogeno e idrofobici in dimensioni molecolari solo apparentemente grandi (Conte e Piccolo, 1999; Piccolo, 2001,2002; Piccolo et al., 1999, 2002; Simpson et al., 2001, 2002; Piccolo e Spiteller, 2003), al contrario della interpretazione tradizionale che le considerava polimeri ad alto peso molecolare stabilizzati da legami >>>