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Analysis of sex-specific spatial autocorrelation in Ceratitis capitata (Wiedemann) and evaluation of heterologous strains of Wolbachia in pest control techniques based on cytoplasmic incompatibility
No full textIl presente lavoro di ricerca ha avuto lo scopo di ampliare le conoscenze sulla autocorrelazione spaziale sesso-specifica del dittero carpofago Ceratitis capitata (Wiedemann) e di valutare ceppi eterologhi di Wolbachia per rendere più efficace l’applicazione della tecnica dell’insetto sterile basata sull’incompatibilità citoplasmatica (IIT). Le attività realizzate nel corso del triennio di Dottorato hanno previsto una fase di svolgimento in campo e una in laboratorio. Gli studi di campo sono stati condotti in un pescheto multivarietale localizzato in agro laziale dove è stata allestita una griglia di punti georeferenziati. Ogni punto ha previsto la presenza sia di una trappola del tipo McPhail (tap trap®, ad attrazione alimentare-cromotropica idonea per la cattura delle femmine) sia di una trappola del tipo Jackson (delta, con fondo adesivo ed erogatore di trimedlure, specifico per la cattura dei maschi). I dati ottenuti sono stati elaborati in maniera da realizzare mappe di distribuzione spaziale, curve di volo e grafici di abbondanza numerica degli individui adulti, prendendo in considerazione le catture totali, quelle relative a ciascun sesso e alle femmine vergini o fecondate. Dai risultati ottenuti è emerso che maschi e femmine vergini di C. capitata tendono ad avere una distribuzione maggiormente aggregata e sovrapponibile mentre le femmine fecondate hanno pattern di distribuzione spaziale differenti, soprattutto in corrispondenza dei periodi di maturazione dei frutti. Nei diversi anni di indagine, la mosca mediterranea della frutta è risultata aggregata in zone specifiche del sito di studio ad inizio e a fine stagione. È stato infine osservato che, nel corso del periodo di campionamento, si verifica un costante aumento della presenza di femmine vergini rispetto a quelle fecondate: tale andamento lascerebbe supporre che le femmine svernanti potrebbero non essere accoppiate.
Le attività di laboratorio hanno previsto la valutazione di due ceppi del batterio endosimbionte Wolbachia per la stabilizzazione di un’infezione in C. capitata mediante la tecnica della microiniezione. Le specie donatrici sono state Aedes albopictus ARwP per il ceppo wPip e Drosophila melanogaster per il ceppo wMelCS dalle quali sono state prelevate le uova per la preparazione di un omogenato infetto. La tecnica di microiniezione è stata applicata su C. capitata allo stadio di uovo e allo stadio di pupa. Dai dati ottenuti sembra che il ceppo wPip abbia maggiore probabilità di successo di infettare C. capitata anche se, a causa del numero di repliche limitato, non è stato possibile confermare la possibilità di trasmissione del batterio alle generazioni successive. Il tasso di sfarfallamento di adulti femmina microiniettati allo stadio pupale con omogenato infetto è risultato superiore rispetto a quello ottenuto da individui microiniettati allo stadio di uovo, evidenza che promuove l’applicazione di questo protocollo alternativo.
Tali risultati potrebbero portare a sviluppare strategie di lotta mirate a C. capitata nel tempo e nello spazio garantendo maggiore efficienza e minor impatto sia socio-economico sia ambientale.The aim of this work is the broadening of the knowledge on the spatial autocorrelation of the sex-specific fruit fly Ceratitis capitata (Wiedemann) and the evaluation of heterologous strains of Wolbachia to make more effective the application of the sterile insect technique based on cytoplasmic incompatibility (IIT). The activities carried out during the three years of my PhD consisted in a first experimental phase in the field and a second one in the laboratory. The field studies were conducted in a peach orchard located in the Latium countryside, where it was established a grid of geo-referenced points. In each point, a McPhail-type trap (tap trap®, with a food and chromotropic attractive action, suitable for capturing females) and a Jackson-type trap (delta, with adhesive bottom and provided with trimedlure, specific for capturing males) were placed. The data collected were processed in order to create maps of the spatial distribution, flight curves, and graphs of numerical abundance of the adults, considering total individuals, single sexes and, for the first time in this context, unmated and mated females. The results obtained showed that the males and mated females of C. capitata have a different spatial distribution pattern, especially at certain times of the year when ripe fruits occur, while the males and the virgin females seem to have, on the whole, a more aggregate distribution. During the 3-y period of investigation, it has been found that the flies are localized constantly in specific areas of the study site at the beginning and at the end of the season. Across the season, it was observed a steady increase of the presence of the virgin females than those mated: this trend would suggest that the wintering females could not be mated.
The laboratory activities have provided for the evaluation of two strains of the endosymbiont bacterium Wolbachia for the stabilization of an infection in C. capitata by means of the microinjection technique. The donor species were Aedes albopictus ARwP and Drosophila melanogaster for strains wPip and wMelCS, respectively. The eggs have been removed from them for preparing an infected homogenate. The microinjection technique has been applied to C. capitata at the egg stage and, for the first time, as pupae. The data obtained shows that the strain wPip have greater probability of success in infecting C. capitata even if, because of the limited number of replicas, it was not possible to confirm the possibility of transmission of the bacterium to subsequent generations. The rate of flickering of the adult females, microinjected at the pupal stage with the infected homogenate, was found to be higher than that obtained from individuals microinjected at the egg stage. Such an evidence promotes the application of this alternative protocol.
These findings could lead to develop strategies for controlling C. capitata, in space and time, ensuring greater efficiency and lower impact in terms of socio-economic and environmental aspects.Dottorato di ricerca in Difesa e qualità delle produzioni agro-alimentari e forestali (XXVII ciclo
Collective bargaining agreements in the public sector: a comparative perspective between U.S.A. and Italy
No full textLa presente ricerca è focalizzata sullo studio degli elementi strutturali della contrattazione collettiva pubblica nei sistemi legali statunitense ed italiano.
La prima sezione è volta all’approfondimento delle origini e dell’evoluzione dell’istituto nell’ordinamento giuridico americano, analizzando le radici storiche e le posizioni dottrinali che hanno caratterizzato lo sviluppo della contrattazione dei dipendenti federali, statali e delle amministrazioni locali.
Particolare attenzione è rivolta al procedimento d’elezione ed ai meccanismi di rappresentatività sindacale, alla definizione dell’ambito applicativo del contratto collettivo pubblico e all’efficacia di questo nel sistema legale delle fonti.
Il secondo Capitolo, invece, è destinato all’esposizione dell’omologo istituto nell’ordinamento interno italiano, con riferimento sia al suo sviluppo storico, che ai suoi elementi strutturali essenziali.
Sono stati scelti tre profili specifici, in maniera da favorire la comparazione con il sistema statunitense: vincolo di scopo del contratto collettivo pubblico, sua efficacia come fonte tipica e suo ambito applicativo.
Nel terzo ed ultimo Capitolo, infine, sono approfondite le recenti tendenze della contrattazione collettiva nei due Paesi ed agli elementi di convergenza e diversità emergenti dalla comparazione degli stessi, con particolare riferimento alla connessione tra limitazione della spesa pubblica e alterazione dell’impianto normativo della contrattazione dei dipendenti.The study examined the legal issues of public sector collective bargaining, in the comparative perspective between Italy and United States.
Included in this study is a review of relevant case law as it pertains to collective bargaining in the public sector. In addition to reviewing the cases, this study researched the statutory language of most of State al Local Administration for public sector collective bargaining in the United States.
The collective bargaining process, both in The United States and in Italy, is designed to resolve disputes between two parties, the public employer and the public employee. The resolution of these disputes often depends on the relative bargaining power of each party.
In the U.S. legal system, the public sector contains 50 different state laws and several federal laws defining the scope of collective bargaining for public employees. The bargaining process takes place in the context of the political arena. This political influence, which is unique in each state and at each level of government, provides additional steps to the bargaining process that further differentiate public sector bargaining from private.
In the italian system, the process is far less political, while the most important role is played by the Law, which provides all employees with the right to bargain collectively: indeed, the Constitution of the Italian Republic sets forth a specific procedure, by which collective bargaining agreements may acquire the same binding force of the Law. Unfortunately, this procedure has never been recognized by unions, frightened by the idea of Government controlling their internal activity and organization. Consequently, the italian collective bargaining framework is quite different from the Us one.
Nonetheless, these systems have experienced similar issues in the recent times: the both of them faced a general effort to undermine their basis, aimed by the purpose of lightening the financial struggling caused by the Economic Crisis, started in 2008.Dottorato di ricerca in Persona, impresa e lavoro: dal diritto interno a quello internazionale (XXVIII ciclo
Comparing single tree and area based approaches for biomass estimation of Cape Verdean xerophytic forests using visible aerial imagery
No full textModels to estimate the AGB over dry Cape Verdean woodlands were developed using visible high-resolution aerial orthophotography.
The proposed method is based on the integration of clustering techniques combined with the Visible Atmospherically Resistant Index (VARI) and segmentation algorithms for tree crowns extraction. This allowed for the minimization of constraints due to poor spectral contrast between the background and tree crowns, especially for brighter parts of the crowns and shadowed parts of the scene.
Both single tree and area based approaches were tested and their performances compared on the basis of field data from the National Forest Inventory of Cape Verde (CV-NFI). In the first approach, AGB was calculated as a function of crown width and tree height by the allometric equations developed specifically within the CV-NFI. In the second approach, regression analysis was used in deriving models for biomass as a function of the crown projected area.
The accuracy of the values predicted was measured by the Root Mean Square Error (RMSE) against the allometric-based (field-measured) biomass.
The models produced similar accuracy in the AGB predictions with NRMSE% of 42% for the first approach and 45% for the second.
The mean AGB as estimated from the CV-IFN data for the study area of 14399 ha was 12.701 Mg ha-1. This compared with 11.380 Mg ha-1 predicted by the area based model and 10.278 Mg ha-1 by the single tree model.
The findings demonstrate that promising results can be achieved and as expected, the reliability increases with the area for which mean values are presented. Improvements of the forest maps and the stratification in homogeneous layers can lead to enhanced AGB estimations, something which opens opportunities for the practical application of the models for monitoring and management purposes.Con base in ortofoto aeree ad alta risoluzione sono stati sviluppati modelli per la stima della biomassa di foreste xerofile capoverdiane.
Il metodo proposto si basa sull'integrazione di tecniche di clustering in combinazione con l'indice VARI (Visibile Atmospherically Resistant Index) e algoritmi di segmentazione per l'estrazione chiome degli alberi. Questo procedimento ha permesso la minimizzazione dei problemi dovuti alla scarso contrasto spettrale tra il suolo e le chiome nelle parti più luminose e quelle in ombra.
Sono stati testati metodi basati sul singolo albero e per area (area based) e le loro prestazioni sono state contrastate con i dati dell´inventario forestale nazionale di Capo Verde (CV-IFN). Nel primo approccio la biomassa è stata calcolata in funzione della larghezza della chioma e l'altezza degli alberi, utilizzando le equazioni allometriche sviluppate appositamente per l´inventario CV-IFN. Nel secondo approccio si è usata l'analisi di regressione per derivare modelli per la stima della biomassa in funzione dell'area proiettata della chioma.
L´accuratezza delle stime è stata misurata analizzando l´ RMSE (Root Mean Square Error) tra la biomassa stimata e quella osservata.
L´errore osservato nei due modelli è simile, variando tre il 42% del primo approccio e il 45% del secondo.
La biomassa media calcolata per l´intera area di studio (14.399 ettari) con base nei dati del CV-IFN, è di 12,701 Mg ha-1. Questo a fronte di 11,380 Mg ha-1 stimato dal modello per area (area based) e 10,278 Mg ha-1 per il modello per singolo albero.
Una stratificazione dell´immagine per aree omogenee, definite da mappe del soprassuolo più precise, può portare a stime di biomassa piú accurate. I modelli proposti aprono spazi per l´applicazione pratica sia a fini di monitoraggio che di gestione delle risorse forestali.Dottorato di ricerca in Scienze agro-forestali, delle tecnologie agro-industriali e del territorio rurale. I sistemi forestali (XXVII ciclo
Causes of impunity and economic offenses
No full textIl presente lavoro ha ad oggetto lo studio del concreto modo di operare della categoria generale della (non) punibilità in relazione alle principali figure criminose presenti nel sistema penale economico. L’obiettivo della ricerca è fondamentalmente quello di mettere in luce come le tecniche normative, utilizzate dal legislatore in ordine specificatamente alla previsione dei limiti alla punibilità, si coordinano con le ragioni di politica criminale.
Viene, dunque, delineato un percorso teso ad esaminare i singoli elementi selettivi della rilevanza penale con particolare riferimento a determinate categorie di reati economici: quelli tributari, societari (avuto precipuo riguardo per le false comunicazioni sociali) e fallimentari. Se ne approfondisce la disciplina specifica, unitamente all’analisi del loro effettivo funzionamento e delle problematiche applicative che, giocoforza, li caratterizzano.
Il lavoro si concentra, poi, sulla disamina del fenomeno della selezione dei fatti punibili in altri ambiti del diritto penale economico, inteso stavolta in senso ampio, al fine di tracciare un quadro generale sul ruolo della punibilità nei settori strategici del sistema economico-penale, con specifico riferimento al settore della sicurezza nei luoghi di lavoro e a quello della tutela ambientale.
Successivamente, allo scopo di offrire, in ordine al tema trattato, una riflessione più ampia rispetto a quella incentrata sulle valutazioni concernenti precipuamente il nostro ordinamento, viene delineata un’analisi comparatistica di alcuni istituti per valutarne le specifiche e diverse modalità di disciplina in altri sistemi giuridici (in particolare, quello tedesco e quello anglosassone).
Si tenta, infine, di inquadrare la normativa vigente sotto il profilo dell’efficacia e della coerenza sistematica, prospettando dei possibili correttivi ai casi di mancato coordinamento tra le tecniche di incriminazione, le esigenze di tutela sottese alle fattispecie criminose e le regole generali che tradizionalmente governano la disciplina degli strumenti di volta in volta utilizzati per escludere o attenuare la punibilità.The present essay investigates the actual operational way of the general category of impunity, in relation to the main offenses of the Italian criminal economic system. The goal of the present research is to elucidate on the degree to what the law-making method used by the legislator regarding the extent of impunity is tailored around the objectives of criminal policy.
Then, the single elements of criminal significance are scrutinized as regards some categories of economic offenses, such as tax, corporate – in particular false accounting – and bankruptcy offenses. The exact regulation, together with the actual functioning and application of the above offenses will be analyzed.
The essay then singles out the punishable facts in other and more general areas of the economic criminal law, with a view to describing impunity in strategic domains of the criminal-economic system, such as in the safety of workplace and environmental protection.
Successively, in order to offer a more ample description of the institution of impunity, a comparative analysis with the German and Anglo-Saxon will be outlined, in particular with regard to the different ways of disciplining the phenomenon.
Finally, an attempt to describe both the effectiveness and systemic coherence of the current regulation will be made, and possible corrections to the hypotheses of lack of coordination among indictment techniques, the need for protection underlying the criminal offenses at stake, and the general rules governing the exclusion or limitation of punishment will be drafted.Dottorato di ricerca in Diritto dell'economia (XXVIII ciclo
Effetto di sottoprodotti dell'uva ricchi in polifenoli sulle prestazioni di crescita, alcuni parametri fisiologici sulla qualità della carne e dei prodotti carnei di polli
No full textFive studies were designed to investigate the potential use grape pomace (GP), grape seeds (GS) and grape skins (SS), the major residues from wine-making industry and a good sources of polyphenols, as a cheaper but functionally equivalent product, with antioxidant activity, that could partially replace vitamin E in broiler chickens diet and be able to improve poultry performance and welfare, besides to warrant high-quality, safe and functional meat products. The studies were carried out at the Department of Metabolism and Nutrition and Department of Products of the Institute of Food Science, Technology and Nutrition (ICTAN-CSIC) of Madrid.
The first studies assessed the effect of dietary GS (15 and 30 g/kg), SS (110 g/kg) and GP (37.5 g/kg) and α-tocopheryl acetate (200 mg/kg) inclusion on performance, ileal and excreta content of total polyphenols and tannins, ileal digestibility of protein and ileal and excreta polyphenols digestibility in one hundred and eighty 21-day-old broiler chickens. In addition, plasma and meat α-tocopherol concentration and meat lipid oxidation during refrigerated storage (at 1d and 7d) were evaluated. SS diet reduced daily weight gain (P<0.01) and feed conversion ratio (P<0.001). α-T diet had no effect on ileal and excreta polyphenols content while significantly higher values were observed in GS, SS and GP groups, compared to the control birds. GS, SS and GP diets increased ileal tannins content, with no effect on excreta content. Protein digestibility significantly decreased in birds fed SS diets. Ileal polyphenols digestibility statistically increased in GS, SS and GP groups, while no differences were observed for excreta digestibility. Plasma α-tocopherol increased significantly in birds fed α-T, SS and GP diets, while γ- tocopherol only in birds fed GP diets. Meat α and γ- tocopherol levels were statistically higher in birds fed α-T diet at 1 and 7 days of storage, compared to the other groups. GP and α-T improved the stability of meat to lipid oxidation by reducing MDA values after 1 day and 7 days of storage.
The second study aimed to investigate the effect of dietary fermented (FS) and unfermented (UFS) grape skin at different doses (30 g/Kg, FS30 and UFS30, and 60 g/kg, FS60 and UFS60) and of α-tocopheryl acetate (200 mg/kg) in one hundred and fifty 21-day-old broilers. The same parameters of the previous experiment and intestinal microflora were assessed, except for plasma and meat vitamin E concentrations.
FS60 and UFS60 negatively affected growth performance and UFS60 significantly decreased protein digestibility. UFS increased ileal and excreta polyphenols content; whereas ileal and excreta tannins content increased in all experimental groups. UFS30 diet statistically increased ileal polyphenols digestibility, while both FS and UFS diets significantly increased the excreta digestibility with higher values in birds fed UFS in comparison to those fed FS. Intestinal microflora was not affected by dietary treatment. Dietary FS and UFS grape skin were not effective as vitamin E in delaying meat lipid oxidation.
The third study investigated the effect of dietary GS (40 g/kg), SS (40 g/kg) and GP (40 g/kg), different combination of GS and SS (20 g/kg GS and 20 g/kg SS; 30 g/kg GS and 10 g/kg SS; 10 g/kg GS and 30 g/kg SS) and α-tocopheryl acetate (200 mg/kg) on the same parameters evaluated in the first experiment, in addition to plasma reactive oxygen metabolites (ROMs). Performance parameters were not affected by dietary treatments. GS, SS and GP diets increased intestinal polyphenols and tannins content. GS and SS combinations decreased ileal proteins digestibility and had no effect on polyphenols digestibility, unlike the other groups. Excreta polyphenols digestibility was statistically higher in all treated groups, compared to the control and vitamin E groups. Plasma α-tocopherol was higher in birds fed α-T, SS and GP, compared to the control ones. GS, SS and GP diets increased plasma ROMs values and meat oxidative stability was improved only in the α-T group.
The fourth study was a continuation of the previous one (third study) and investigated the effect of dietary GS (40 g/kg), SS (40 g/kg) GP (40 g/ kg) and α-tocopheryl acetate (200 mg/kg) on lipid peroxidation levels (TBARS), antimicrobial capacity and physico-chemical characteristic of chicken breast meat patties during refrigerate storage (4°C) during 0, 3, 6 and 9 days. In general, the compositions of the raw meat was similar among groups. The lowest levels of polyphenols were observed in the PE (Control+vitamin E), PSS (Control+Grape skin 4%) and PGP (Control+Grape pomace 4%) patties. Polyphenols levels statistically increased during chilled storage in all samples until day 6. Increased polyphenols content was also observed in cooked patties. PE and PSS patties showed the lowest levels of LAB (lactic acid bacteria). Lower significant TBARS values were detected in PE, PSS and PGP patties. No clear effect was observed for the color and textural characteristics and the products were acceptable for the panelists.
The last experiment investigated the effect of GS (2%) and SS (2%) direct addition on physico-chemical and sensorial properties of chicken thigh patties during refrigerated storage (4°C). GS and SS addition decreased pH values and reduced lightness, yellowness and redness values, compared with the control sample. Moreover, reduced TBARS levels were observed in relation with the higher total phenolic content also found in cooked patties. The GS and SS patties acceptability was not negatively affected. The use of grape by-products in the development of meat products could have positive effects in the human body and open interesting possibilities in the development of more healthy foods.Sono stati disegnati cinque studi per investigare il potenziale utilizzo di vinacce (GP), semi (GS) e buccie (SS) di uva, i principali residui derivanti dall’industira di vinificazione e ottima fonte di polifenoli, come un prodotto più economico ed equivalente, con attività antiossidante, che possa sostituire parzialmente la vitamina E come integratore del mangime di polli broiler e che sia capace, allo stesso tempo, di migliorarne le performace ed il benessere, oltre a garantire prodotti salubri e salutari. Gli esperimenti sono stati condotti presso il Dipartimento di Metabolismo e Nutrizione ed il Dipartimento di Prodotti dell’Istituto di Scienze Alimentari, Tecnologia e Nutrizione (ICTAN-CSIC) di Madrid.
Il primo esperimento ha come obiettivo quello di valutare l’effetto dell’integrazione alimentare di GS (15 and 30 g/kg), SS (110 g/kg) e GP (37.5 g/kg) e α-tocoferil acetato (200 mg/kg) sulle performance, il contenuto ileale e fecale di polifenoli e tannini, sulla digeribilità delle proteine, sulla digeribilità ileale e fecale dei polifenoli in cento ottanta polli broiler allevati fino a 21 giorni di età. Inoltre, sono stati valutati il contenuto di vitamina E in plasma e carne e l’ossidazione lipidica della carne conservata in refrigerazione (1d e 7d). La dieta SS ha ridotto l’incremento di peso giornaliero (P<0.01) e l’indice di conversione alimentare. La dieta integrata con vitamina E non ha avuto effetto sul contenuto ileale e fecale di polifenoli, mentre nei gruppo GS, SS e GP si sono osservati valori più alti, rispetto al gruppo controllo. Le diete integrate con GS, SS e GP hanno aumentato il contenuto ileale di tannini, senza alcun effetto, invece, su quello fecale. La digeribilità delle proteine è diminuita significativamente nei polli del gruppo SS. La digeribilità ileale dei polifenoli è statisticamente aumentata nei gruppi GS, SS e GP, mentre non si sono osservate differenze nella digeribilità fecale. L’ α-tocoferolo plasmatico è stato significativamente maggiore nei polli alimentati con le diete α-T, SS e GP, mentre il γ- tocoferolo nei polli del gruppo GP.
Nella carne i livelli di α- e γ- tocoferolo sono aumentati statisticamente nei polli alimentati con vitamina E, sia ad 1d che a 7d di conservazione, rispetto al gruppo controllo. Le diete integrate con GP e vitamina E hanno miglioramento la stabilità ossidativa della carne riducendo i valori di MDA dopo 1d e 7d di conservazione.
Il secondo esperimento ha avuto come obiettivo quello di studiare l’effetto dell’integrazione alimentare con bucce di uva da vinificazione in rosso (FS) e da vinificazione in bianco (UFS) a diverse concentrazioni (30 g/Kg, FS30 and UFS30, and 60 g/kg, FS60 and UFS60) e della vitamina E (200 mg/kg) in centocinquanta polli broiler allevati fini a 21 giorni di età. Sono stati valutati gli effetti sugli stessi parametri del precedente esperimento, in aggiunta alla microflora intestinale e fatta eccezione per la concentrazione della vitamina E plasmatica e della carne.
Le diete FS60 e UFS60 hanno influenzato negativamente le prestazioni dei polli e UFS60 ha provocato una diminuzione della digeribilità delle proteine. La dieta integrata con UFS ha aumentato il contenuto ileale e fecale di polifenoli, mentre il contenuto di tannini ileale e fecale è aumentato in tutti i gruppi sperimentali. La dieta UFS30 ha aumentato statisticamente la digeribilità ileale dei polifenoli, mentre sia la dieta integrata con FS che con UFS ha aumentato significativamente la digeribilità fecale dei polifenoli, con valori più alti nei polli alimentati con UFS rispetto a quelli alimentati con FS. La microflora intestinale non è stata influenzata dal trattamento alimentare. L’integrazione alimentare dei polli broiler con FS e UFS non è stata efficace come la vitamina E nel ridurre l’ossidazione lipidica della carne.
Il terzo studio ha valutato l’effetto dell’integrazione alimentare con GS (40 g/kg), SS (40 g/kg) e GP (40 g/kg), diverse combinazioni di GS e SS (20 g/kg GS e 20 g/kg SS; 30 g/kg GS e 10 g/kg SS; 10 g/kg GS e 30 g/kg SS) e α-tocoferil acetato (200 mg/kg) sugli stessi parametri valutati anche nel primo esperimento, oltre i metaboliti reattivi dell’ossigeno (ROMs). Le prestazioni produttive dei polli non sono state influenzate negativamente dal trattamento alimentare. Le diete integrate con GS, SS e GP hanno aumentato il contenuto ileale e fecale di polifenoli e tannini. Le diverse combinazioni di GS e SS hanno diminuito la digeribilità ileale delle proteine e non hanno avuto effetto sulla digeribilità dei polifenoli, diversamente dagli altri gruppi sperimentali. La digeribilità fecale dei polifenoli è stata statisticamente più alta in tutti i gruppi sperimentali, rispetto si gruppi controllo e alimentato con vitamina E. L’ α-tocoferolo plasmatico è stato più alto nei gruppi alimentati con α-T, SS e GP, rispetto a quello controllo. Le diete GS, SS e GP hanno aumentato i ROMs del plasma, mentre la stabilità ossidativa della carne è aumentato solo nel gruppo α-T.
Il quarto esperimento è stata una continuazione del precedente (III esperimento) ed ha valutato l’effetto dell’integrazione alimentare con GS (40 g/kg), SS (40 g/kg) e GP (40 g/kg), e α-tocoferil acetato (200 mg/kg) sulla perossidazione lipidica, la capacità antimicrobica e sulle caratteristiche fisico-chimiche di polpette formulate con la carne del petto di tali polli a 0, 3, 6 e 9 giorni di conservazione a 4°C. in generale, la composizione della carne non ha mostrato differenze tra i gruppi. I più bassi livelli di polifenoli sono stati osservati nei campioni PE (Controllo+vitamin E), PSS (Controllo+GS 4%) and PGP (Controllo+GP 4%).
Il contenuto di polifenoli è aumentato durante la conservazione fino al giorno 6. Alti valori di polifenoli sono stati rilevati anche nelle polpette dopo cottura. Le polpette PE e PSS hanno mostrato il più bassi valori di batteri acido-lattici (LAB). Valori più bassi di TBARS sono stati osservati nelle polpette PE, PSS e PGP. Non si è evidenziato un chiaro effetto per il colore e la tessitura, ed i prodotti sono risultati accettabili per panellisti durante la prova sensoriale.
L’ultimo esperimento ha valutato l’effetto dell’aggiunta diretta del 2% di GS e 2% di SS sulle caratteristiche fisico-chimiche e sulle caratteristiche sensoriali di polpette di carne di coscie di pollo, durante conservazione a 4°C. Si è osservata una diminuzione dei valori di pH, lucentezza, giallo e rosso nei campioni GS e SS, rispetto al controllo. Sono stati registrati valori più bassi di TBARS nei campioni trattati, rispetto al controllo, legati al più alto contenuto di polifenoli, mantenutosi anche dopo la cottura delle polpette. L’accettabilità delle polpette GS e SS non è stata influenzata negativamente.
L’utilizzo dei sottoprodotti dell’uva in prodotti carnei potrebbe avere effetti positivi nell’uomo ed aprire interessanti possibilità nello sviluppo di cibi più salutari.Dottorato di ricerca internazionale in Benessere, biotecnologia e qualità delle produzioni animali - Welfare, biotechnology and quality of animal productions (XXVII ciclo - XXVII cycle
Estimating and mapping forest structure diversity using airborne laser scanning data
Full text linkThe topic of this doctoral thesis is the investigation of the most effective approaches and techniques that can be used to predict and map indicators of forest structural diversity, in a perspective of a more comprehensive assessment, management and monitoring of biodiversity in forest environments.
The thesis is subdivided in two main sections, made up of five different but interdependent and organically connected studies, represented by as many published peer-reviewed original research articles, hereafter reported in Roman numerals as Studies I-V.
The first section comprises the studies I-II-III. The contents of this section set the basis of methods and know-how that are subsequently used to estimate and map forest structure diversity in Studies IV and V.
Several international cooperation projects has been stipulated in order to cope with the issue of the constantly loss of biodiversity at global scale, and because of the relevant influence that forest structure has on biodiversity, forest structure diversity needs to be to assessed and monitored on large areas.
In Study I is demonstrated how this achievement can be efficiently tackled coupling ground data, such as those measured during forest inventory surveys, and remotely sensed data, in particular the ones derived from airborne laser scanning (ALS), which has proved to be a reliable source to characterize forest structure. The specific case of Study I presents how ALS data support the estimates of a common forest parameter, in such case forest above ground biomass (AGB), using field data gathered in a novel two-phase tessellation stratified sampling (TSS) design.
In order to be used as a valid source of information for planning conservation strategies, along with the estimation, a detailed map showing the spatial patterns of structural diversity is of great usefulness. Study II presents an extensive meta-analysis carried out during the doctoral time frame where is demonstrated that the non-parametric k-NN is, among the others, the most used and effective technique to spatial predict and map forest attributes, alone or combined together to form synthetic indices. This technique can be further improved implementing an optimization step aimed to set the k-NN parameters in order to achieve the best prediction performance possible. Study III demonstrates that, if an optimization phase is carried out before running the k-NN procedure, the performance in the predictions improved sensibly.
In the second and last section, the methods experimented in the first section are applied in two different research studies. Study IV describes the use of ALS data and ground data for the areal estimate of mean values of two forest structural diversity indices in a model-assisted framework. Along with the areal estimates, the study proposes the calculation of the confidence intervals of such estimates and the mapping of the investigated indices. Study V is framed as a methodological paper that takes a step further than Study IV, showing how, using the capability of an optimized k-NN techniques in predict simultaneously different parameters, is possible to map a more comprehensive structural diversity index (SDI) combining different forest structural diversity indices.Il tema trattato in questa tesi di dottorato è l'acquisizione e applicazione degli approcci e delle tecniche più efficaci che possono essere utilizzati per stimare e mappare indicatori di diversità strutturale delle foreste, nell’ottica di una più completa valutazione, gestione e monitoraggio della biodiversità in ambienti forestali.
La tesi è suddivisa in due sezioni principali, costituite da cinque diversi ma interdipendenti e organicamente collegati studi, rappresentati da altrettanti articoli pubblicati su riviste soggette al processo di referaggio, di seguito riportati in numeri romani come Studi I-V.
La prima sezione comprende tre studi, Studio I-II-III. I contenuti di questa sezione forniscono le basi conoscitive che verranno successivamente applicate per la stima e la mappatura della diversità strutturale in ambito forestale negli studi della seconda sezione (Studi IV e V).
Diversi progetti di cooperazione internazionale sono stati stipulati al fine di far fronte al problema della costante perdita di biodiversità a livello mondiale, e data la rilevanza che la diversità strutturale delle foreste ha in termini di diversificazione degli habitat, un monitoraggio costante del suo status su grandi aree è di indubbia necessità.
Lo Studio I dimostra come questo risultato può essere affrontato in modo efficiente integrando dati a terra, come quelli rilevati durante le indagini di tipo inventariale, e da dati rilevati, in particolare quelli derivanti da scansione laser aerea (ALS), i quali hanno dimostrato di essere uno strumento affidabile nel caratterizzare la struttura del bosco. Nel caso specifico dello Studio I viene mostrato come i dati ALS vengano utilizzati nella stima di un comune attributo forestale come la biomassa epigea, utilizzando dati a terra rilevati secondo un originale schema di campionamento stratificato a due fasi.
Al fine di essere utilizzato come valida fonte di informazione per la pianificazione di strategie di conservazione, congiuntamente con la stima areale del parametro di interesse, una mappattura dettagliata che mostra come la diversità strutturale si distribuisce spazialmente è di grande utilità. Lo Studio II presenta una vasta meta-analisi e analisi bibliografica, effettuata durante il periodo il dottorato, in cui è mostrato come la tecnica parametrica della k-NN è, tra gli altri, quella più utilizzata ed efficace per la stima e spazializzazione di attributi forestali, sia come singolo attributo che come combinazione di essi, atti a formare indici sintetici. Questa tecnica può essere ulteriormente migliorata implementando una fase di ottimizzazione avente lo scopo di impostare i parametri del metodo k-NN per ottenere le migliori prestazioni possibili di stima. Lo Studio III scende nel dettaglio di questa fase, confermando che se l’ottimizzazione è effettuata prima di eseguire la procedura di k-NN, la performance nelle previsioni migliorata in maniera rilevante.
Nella seconda e ultima sezione, i metodi sperimentati nella prima sezione sono applicati in due diversi studi. Lo Studio IV descrive l'uso dei dati ALS e di quelli a terra per la stima del valori medi degli indici di diversità strutturali sull’area di studio, in un contesto dove le stime derivanti dal modello fungono da supporto migliorando la precisione della stima rispetto ad una stima basata solo sull’utilizzo dei dati rilevati a terra. Lo studio propone inoltre il calcolo degli intervalli di confidenza di tali stime e la mappatura degli indici esaminati. Lo Studio V è strutturato come un approccio metodologico, portandosi un passo avanti rispetto allo Studio IV. Questo è la sintesi di tutto ciò che è stato acquisito e applicato finora, e propone la mappattura e la stima di un indice sintetico di diversità strutturale (SDI) ottenuto tramite la capacità di un’ottimizzata k-NN nello stimare attributi di interesse in maniera simultanea, sintetizzandoli in un unico e più comprensivo indice di diversità strutturale.Dottorato di ricerca in Scienze agro-forestali, delle tecnologie agro-industriali e del territorio rurale. I sistemi forestali (XXVIII ciclo
New technologies for the green economy: use of drone in agriculture, studies for use of Nicotiana tabacum L. as oil crop
No full textUso del drone in agricoltura
L'obiettivo di questo studio è stato quello di determinare la capacità di un veicolo aereo senza equipaggio (UAV) per acquisire immagini multitemporali in un campo di grano duro per la valutazione della variabilità di crescita delle colture in diverse fasi fenologiche. Sono stati effettuati 4 voli con telecamere RGB e NIR per stimare il Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) e il suo rapporto con la biomassa e la copertura vegetale (LAI). Correlazioni significative tra LAI e NDVI, Biomasse e NDVI sono state fondate a accestimento e all'antesi: l’R2 per NDVI vs. LAI ha raggiunto 0,677 (P <0,001) di accestimento e 0,798 (p <0.001) all'antesi, l’R2 per NDVI e biomassa è stato di 6.18 (p <0,002) a accestimento e 0,85 (P <0.001) all'antesi. Al contrario, non sono state trovate correlazioni in fase di crescita e maturazione in fase. La mappa NDVI ha mostrato una variabilità spaziale evidente sia a accestimento (valore NDVI partire 0,42-0,73) e antesi (valori NDVI che vanno 0,53-0,82), questo indica che gli UAV potrebbero essere strumenti utili e cruciali per la coltivazione col metodo dell’agricoltura di precisione, in quanto in grado di fornire rilevanti informazioni in un tempo relativamente breve.
Utilizzo di Nicotiana tabacum L. come coltura oleaginosa
Il presente studio è stato effettuato per mettere studiare la risposta agronomica della specie Nicotiana tabacum L. coltivata in diversi areali per la produzione di olio vegetale impiegato nell’industria del biodiesel e del jet fuel. La sperimentazione è stata effettuata per conto di Sunchem holding srl che detiene il Brevetto per l’utilizzo del tabacco per la produzione di biodisel e jet fuel.
Nel rimo anno di sperimentazione è stata valutata la vocazione produttiva di 10 areali tradizionalmente destinati alla coltivazione del tabacco classico. E’ stata inoltre verificata la potenzialità di ottenere più raccolte nello stesso ciclo di coltivazione. Sono stati allestiti capi sperimentali con densità di 5 piante a metro quadro in Veneto, Umbria, Puglia, Bulgaria, Nord Carolina, Brasile al nord e al sud dello stato del Minas Gerais, in Rio grande do sul in Brasile, nella zona di Città del Capo e nella regione del Limpopo sempre in Sud Africa; al fine di testare la produttività del tabacco da seme.
I migliori risultati produttivi si sono ottenuti in Limpopo regione nel nord est del Sud Africa, caratterizzato da un clima BSh (steppe semi aride calde) secondo la classificazione internazionale di Koppen. Nel Limpopo, si sono rese possibile tre raccolte a seme, per una produzione totale di 6,5 tonnellate ad ettaro di seme.
Nel secondo anno di sperimentazione si è valutato l’incremento produttivo ottenibile con il supporto irriguo. La ricerca è stata condotta nell’areale più produttivo fra i 10 testati nel primo anno di studio, l’areale del Limpopo in Sud Africa. Sono state messe a confronto tre tecniche irrigue, la micro irrigazione, l’irrigazione mediante pivot e tramite sprinkler. E’ emerso che il pivot e la micro irrigazione hanno incrementato in maniera significativa la produttività della coltura.
Il terzo anno di sperimentazione è stato realizzato in Italia, a Calvi (BN), per valutare la possibilità di ridurre l’investimento di piante per ettaro e valutare se la cimatura dell’apice vegetativo principale in pre-fioritura possa stimolare la schiusura di gemme ascellari. Il risultato atteso era una maggiore produzione di fiori e quindi capsule per incrementare le rese. La grande variabilità spaziale dei campi scelti dalla Sunchem non ha consentito l’ottenimento di risultati chiari ed univoci. I risultati consentono solo di intuire che sia possibile ridurre leggermente i costi di coltivazione, adottando una leggera riduzione della popolazione a m2, circa 4 pt/m2 invece della tradizionale densità di 4.8 pt/m2. La tecnica della cimatura non ha mostrato incrementi di rese in termini di numero di capsule e seme prodotto.Use of drone in Agriculture
The objective of this study was to determine the capability of an unmanned aerial vehicle (UAV) to acquire multitemporal images of a durum wheat field for assessing the crop growth variability at different crop stages. Four flights were carried out with RGB and NIR cameras to estimate the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and its relationship with biomass and green leaf area index (LAI). Significant correlations between LAI and NDVI and Biomass and NDVI were founded at tillering and at anthesis: R2 for NDVI vs. LAI reached 0.677 (P < 0.001) at tillering and 0.798 (P < 0.001) at anthesis, R2 for NDVI and Biomass was 6.18 (P < 0.002) at tillering and 0.85 (P < 0.001) at anthesis. On the contrary, no correlations were found at early growth stage and at ripening stage. The NDVI map showed an evident spatial variability both at tillering (NDVI value starting from 0.42 to 0.73) and anthesis (NDVI values ranging from 0.53 to 0.82) suggesting that UAV could be an useful and crucial tools for precision farming cultivation, since can provide relevant information in a relatively short time.
Using Nicotiana tabacum L. as oilseed crop
The present study was conducted to study the agronomic results of Nicotiana tabacum L. grown in different sites for the production of vegetable oil used in the industry of biodiesel and jet fuel. The experimentation was carried out on by Sunchem holding Ltd. which holds the patent for the use of tobacco for the production of bio-diesel and jet fuel.
In the first year was evaluated the productive vocation of 10 areas traditionally used to grow classic tobacco. It was also verified the potential to get more harvested in the same cycle of cultivation. They were set up leaders experimental density of 5 plants per square meter in Veneto, Umbria, Apulia, Bulgaria, North Carolina, Brazil into the state of Minas Gerais, Rio Grande do sul in Brazil, in Cape town and in the region of Limpopo in South Africa; in order to test the productivity of the tobacco seed.
The best production results were obtained in Limpopo region in the northeast of South Africa, where the climate BSh (semi-arid steppes hot) according to the International Classification of Koppen. In Limpopo, it was possible to harvest three times in a season, for total production of 6.5 tons per hectare of seed.
In the second year, it was to evaluate the increase in production achieved with the support irrigation. The research was conducted in the site where was recordered the best production among the 10 tested in the first year of study, then in Limpopo region of South Africa. They have been compared three techniques for irrigation, micro irrigation, irrigation by pivot and using sprinklers. The results showed that the pivot and micro irrigation have significantly raised the productivity of the crop.
The third year of the trial was carried out in Italy, in Calvi (BN), to evaluate the possibility of reducing the investment of plants per hectare and to evaluete if the cutting of the main vegetative apex in pre-bloom may stimulate the hatching of gems axillary. The expected result was a greater production of flowers and then capsules to increase the yields. The large spatial variability of fields chosen by Sunchem did not allow obtaining results clear and unambiguous. The results allow only guess that it is possible to slightly reduce the costs of cultivation, adopting a slight reduction of the population in m2, about 4 pt / m2 instead of the traditional density of 4.8 pt / m2. The technique of topping showed no increases in yields in terms of the number of capsules and seed product.Dottorato di ricerca in Difesa e qualità delle produzioni agro-alimentari e forestali (XXVIII ciclo
Identification and evaluation of attractiveness of lactic acid bacteria as a bait for Drosophila suzukii Matsumura
No full textThe spotted-wing drosophila (SWD), Drosophila suzukii Matsumura (Diptera: Drosophilidae), native of Eastern Asia, is an invasive alien species in Europe and the Americas and is one of the main emerging pests of valuable crops, including soft fruits and wine grapes. The conventional approach to handle infestations of SWD involves the use of commercially available insecticides, but these do not seem able to ensure effective results; consequently, alternative strategies are strongly required. Mass trapping uses a high density of traps baited with a lure and is one of the most promising methods studied and tested so far. Consequently, an improvement in the bait composition is obligatory to guarantee reliable attractivity to SWD. This study was aimed precisely to investigate and improve upon one of the best attractant mixtures for SWD, the “Droskidrink” (DD). The goal of the work was centred on the exploitation of lactic acid bacteria as a biological catalyst in the production of organic volatile molecules attractive to SWD, thanks to the fermentation of sugars and organic acids present in the liquid bait. Strains of lactic acid bacteria were chosen because they are usually involved in the fermentation of wine and vinegar, historically the most attractive liquids for species of Drosophilidae. A series of preliminary field tests was coupled with laboratory tests to describe the behaviour and performance of various kinds of lactic acid bacteria, in this particular application. Afterwards, we focused our analysis on different biotypes of the bacterium Oenococcus oeni (Garvie) Dicks et al. that revealed a high resistance to stressful environmental conditions of the liquid bait and, at the same time, a promising attractive capacity to SWD. Attention was then moved to a new model of trap able to produce a synergistic effect between the trap and the liquid bait. Our results showed that the attractiveness of DD was greatly increased by the addition of O. oeni to the standard mixture. Malolactic fermentation due to O. oeni released volatile substances attractive to SWD. In particular, the new trap-bait combination provided excellent results, increasing the number of catches, especially with regard to female individuals and particularly during the cold seasons, when SWD has low population density. In addition, this new trap design is simpler and faster to service, compared to the traps used previously. The long-term goal is to accelerate research and technology transfer toward the development of mass trapping and attract-and-kill strategies based on the use of traps baited with this new attractant. Moreover, through the development of a trap utilizing the best characteristics identified in this study, we were able to obtain excellent levels of catches during the whole year.Il rapido incremento delle attività commerciali, il perpetuarsi delle migrazioni umane, il turismo, i trasporti e i viaggi sempre più celeri, nel corso dell’ultimo secolo hanno notevolmente favorito la diffusione di numerose specie invasive, che hanno superato barriere geografiche, anche considerevoli, in un ristretto arco temporale. Questa tendenza è destinata ad aumentare ulteriormente, e le specie invasive provenienti da altri Paesi, prima sconosciute, sono da annoverare tre le principali minacce per la biodiversità e la produzione alimentare in tutto il mondo.
Gli insetti rappresentano la maggioranza degli organismi viventi e, quindi, costituiscono larga parte del problema delle specie invasive, tanto che in molte aree, come Nord America, Australia, Asia e Sud Africa, gli insetti dannosi alloctoni sono considerati importanti quanto, e forse più, di quelli autoctoni. Tradizionalmente l’Europa ha subito danni meno ingenti da parte di insetti di provenienza esterna, tendenza che è notevolmente cambiata in anni recenti e che ha portato ad un interesse sempre maggiore nei confronti degli insetti alieni che hanno colonizzato il territorio comunitario.
Drosophila suzukii Matsumura (Diptera: Drosophilidae), nota anche come moscerino dei piccoli frutti o spotted-wing drosophila (SWD), originaria del sud-est asiatico, è un fitofago di recente introduzione in Europa, Stati Uniti e Canada, ove i danni sono stati rinvenuti su numerose colture come ciliegio, vite, uva spina, lampone e frutti di bosco in genere, pesco, susino, cachi, pomodoro, olivo, gelso e nespolo, di cui attacca i frutti.
Gli adulti di D. suzukii sono moscerini lunghi 2-3 mm, con occhi rossi, torace marrone chiaro o giallastro e strisce nere sull'addome. Sono caratterizzati da uno spiccato dimorfismo sessuale; i maschi mostrano, infatti, una macchia scura al margine anteriore di ogni ala, le femmine un grande ovipositore seghettato. Le uova sono bianco latte, oblunghe (0,5-0,7 x 0,2 mm) e con due filamenti ad un’estremità; dell’uovo, deposto sotto l’epicarpo, sono visibili dall’esterno solo i due filamenti sporgenti (ca. 0,4 mm) dalla cicatrice di ovideposizione. Le larve si sviluppano attraverso tre età, sono di colore bianco traslucido e vivono all’interno del frutto ospite, nutrendosi della polpa e dei microrganismi naturalmente presenti, causandone il deterioramento; le cicatrici di ovideposizione, infatti, consentono l’ingresso di patogeni, come batteri e funghi, che comportano la cascola precoce dei frutti danneggiati.
I danni economici causati da D. suzukii sono stati stimati in circa 2 miliardi di dollari in America, oltre 4 miliardi in Europa e 500 milioni in Asia.
Appare scontato pensare che gli insetticidi di sintesi possano rappresentare il mezzo principale per il controllo e la gestione di D. suzukii ma, data la novità rappresentata da questo fitofago, deve essere individuata, intanto, una soglia economica di danno. Insetticidi di sintesi quali organofosfati, piretroidi e spinosad, hanno dimostrato una certa efficacia contro D. suzukii; l’altra faccia della medaglia mostra come questi principi attivi ad ampio spettro di azione siano tossici per gli insetti utili, oltre che essere responsabili dell’aumento dei residui presenti nei frutti, con tutti i rischi conseguenti per la salute umana.
Risultati incoraggianti sono attesi dall’uso di agenti di biocontrollo come funghi, batteri, virus e altri nemici naturali del carpofago, ovvero predatori e parassitoidi, che potrebbero essere usati per limitarne le popolazioni.
Il metodo attualmente più utilizzato per il monitoraggio di D. suzukii è basato sull’impiego di trappole costituite da un bicchiere di plastica forato contenente aceto di sidro di mele, un tensioattivo e un pannello adesivo di colore giallo. Tali trappole sono inefficaci per un monitoraggio precoce di D. suzukii, le cui popolazioni raggiungono rapidamente densità tali da arrecare danni, in quanto progettate per catturare altri insetti, in particolare Drosophilidae.
Al fine di mettere a punto strategie efficaci di cattura massale, sono necessari attrattivi altamente efficaci e selettivi. Per D. suzukii, osservazioni preliminari confermano che l’insetto adulto è richiamato dalla frutta lesionata e preferibilmente in stato di fermentazione, come suggerisce la naturale attrazione esercitata da una varietà di liquidi fermentati, tra cui vino, aceto, succhi di frutta e derivati, nonché dall’associazione, recentemente riportata, di questo insetto con una comunità di diverse specie di lieviti, come Hanseniaspora uvarum (Niehaus) Shehata et al. Allo stato attuale, le trappole più efficaci per catturare D. suzukii sono innescate con diversi tipi di aceto e vino, substrati entrambi derivanti dalla fermentazione mediata sia da lieviti che da batteri. Una delle esche liquide commerciali, il cosiddetto “Droskidrink”, ha fornito risultati promettenti sia nel monitoraggio di D. suzukii, condotto negli anni 2011-2013 in provincia di Trento, che in prove preliminari di cattura massale.
L’obiettivo principale di questo lavoro, pertanto, è stato quello di studiare alcuni aspetti poco noti di D. suzukii, in particolare quelli inerenti la percezione di stimoli di varia natura e il riconoscimento di substrati di interesse per la messa a punto di esche innovative e altamente efficaci da utilizzare nel monitoraggio e in strategie di controllo del carpofago. In particolare, gli studi sono stati indirizzati alla caratterizzazione di parametri biologici, fisici e chimici utili per valutare l’efficacia in campo dell’attrattivo noto come “Droskidrink”, l’esca commerciale raccomandata contro D. suzukii anche in pieno campo. Le prove di campo sono state condotte nella regione Trentino-Alto Adige, dove il fitofago ha recentemente causato danni ingenti. La ricerca ha sviluppato un nuovo tipo di esca, in cui l’attrattivo commerciale “Droskidrink” è risultato fortemente potenziato nella sua azione grazie all’associazione con microrganismi in grado di rilasciare sostanze volatili biologicamente attive su D. suzukii.
Gli studi sono proseguiti presso l’Oregon State University, dove è stata saggiata la funzionalità della trappola innescata con il nuovo attrattivo anche in ambienti ecologicamente diversi, con l’intento di accelerare la ricerca e il trasferimento tecnologico di nuovi metodi ecosostenibili di controllo di D. suzukii basati, ad esempio, su tecniche di cattura massale.
Nel presente lavoro è stato possibile dimostrare l’importanza dei microrganismi, in particolare batteri lattici, e più propriamente ceppi appartenenti alla specie Oenococcus oeni (Garvie) Dicks et al., nel miglioramento della capacità di cattura del “Droskidrink”, dovuto a sostanze prodotte durante la fermentazione malolattica. Gli studi compiuti hanno anche condotto alla messa a punto di un nuovo modello di trappola che sembra agire in modo sinergico con la miscela attrattiva utilizzata e che, tra l’altro, è in grado di ridurre i tempi necessari per la quantificazione e la determinazione degli individui catturati. Interessante è risultata la capacità di questo nuovo modello di trappola di catturare un consistente numero di individui, specialmente di sesso femminile, in periodi caratterizzati da temperature al limite della sopravvivenza di D. suzukii, ovvero in presenza di basse densità di popolazione del carpofago. Questi risultati permettono di ipotizzare una buona efficacia dell’applicazione precoce delle tecniche di cattura massale o di lotta attratticida, che potrebbero condurre, come auspicato, ad una significativa riduzione del numero di individui presenti in campo al momento della comparsa dei frutti adatti all’ovideposizione.Dottorato di ricerca in Difesa e qualità delle produzioni agro-alimentari e forestali (XXVIII ciclo
Molecular studies on a large multi-gene family of polygalacturonases in two different phytophthora species
Full text linkThe plant cell wall is a structural barrier to pathogens, composed of a network of polysaccharides such as cellulose, hemicellulose and pectin. The majority of pathogenic microorganisms produce cell wall degrading enzymes (CWDEs) that are essential for the invasion process. Among the different CWDEs, polygalacturonases (PGs) play a critical role since their action on pectin makes other cell wall components more accessible to other CWDEs and causes tissue maceration. PGIPs (polygalacturonase-inhibiting proteins) are plant cell wall proteins that specifically modulate the activity of the PGs, and hamper the invasion process by limiting the host tissue colonization. The PG–PGIP interaction retards pectin hydrolysis and favors oligogalacturonide (OGs) accumulation and leading to plant defense activation. This work wants to contribute to study the role of the PGs in P. nicotianae and P. capsici, among the most dangerous pathogens for many plant species: Specific points of this thesis are: 1) Identification of the whole set of the PGs from well-known oomycetes, which present different lifestyles. 2) Comparison of large PG families found in the oomycetes species using phylogenetic analysis for tracking evolutionary relationships. 3) Analysis of amino acid sequences on identified PGs to detect domains and/or amino acids involved in PG-PGIP interaction. 4) Characterization of PGs from P. nicotianae and P. capsici. 5) Construction of P. capsici mutants for investigate the role of PGs in the pathogenesis, using different approach of reverse genetics.
The results from this thesis enhances the hypothesis that the multiplicity of PGs may give flexibility to the pathogen, with each enzyme having its own unique properties to contribute to the performance of all the enzymes to successfully colonize plants.Nei primi stadi dell’infezione, i microrganismi fitopatogeni producono un arsenale di enzimi che depolimerizzano in maniera ordinata e sequenziale i componenti della parete cellulare vegetale (CWDEs - Cell Wall Degrading Enzymes). Le poligalatturonasi (PG) sono tra i primi enzimi pectici ad essere prodotti e favoriscono la macerazione del tessuto vegetale rendendo accessibili a cellulasi ed emicellulasi gli altri componenti della parete. I carboidrati rilasciati dal processo degradativo della parete cellulare vengono utilizzati dal patogeno per il sostentamento e per la crescita, conferendo al processo di degradazione un ulteriore significato biologico oltre quello di distruzione fisica della parete. Le PGIP (PolyGalacturonase Inhibiting Proteins) presenti nella parete cellulare vegetale, sono delle glicoproteine in grado di inibire e/o modulare in maniera specifica l’attività delle PG. La formazione del complesso PG-PGIP rallenta la capacità delle PG di degradare l’omogalatturonano della parete cellulare, favorendo l’accumulo di oligogalatturonidi in grado di attivare le risposte di difesa della pianta.
Questo lavoro vuole contribuire allo studio del ruolo delle PG in Phytophthora nicotianae e Phytophthora capsici, che sono ritenuti tra gli agenti patogeni più pericolosi per molte specie vegetali. Argomenti specifici che vengono affrontati in questa tesi riguardano: 1) l’identificazione di PG da alcune specie di oomiceti considerate tra le più pericolose per le piante (generi Phytophthora, Pythium ed Aphanomycetes); 2) l'analisi filogenetica delle famiglie geniche PG; 3) l’analisi di sequenze proteiche delle PG identificate allo scopo di rilevare domini e/o amminoacidi responsabili dell'interazione PG-PGIP; 4) la caratterizzazione delle PG da P. nicotianae e P. capsici; 5) la costruzione di mutanti di P. capsici per indagare il ruolo di PG nella patogenesi, utilizzando diversi approcci di genetica “reverse”
I risultati ottenuti in questa tesi, potenziano l'ipotesi che la molteplicità delle PG può dare flessibilità al patogeno e ogni PG, con le proprie caratteristiche uniche, contribuisce alla performance del patogeno per colonizzare le piante con successo.Dottorato di ricerca in Scienze e tecnologie biologiche ed ambientali (XXVII ciclo