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Regulation of branching during inflorescence development in monocots
No full textThe structure of the plant inflorescence is an important agronomic and ornamental trait studied for its potential economic applications: the capacity to modify inflorescence architecture has always been a breeder's goal. The shape of flowering plants is determined by the forms of the flower-bearing branch system, named inflorescences, and their position in the overall structure of the plant. Branching patterns and branches are produced by the shoot apical meristem; thus, inflorescence structure reflects the number, size and activity of the meristems. The genetic and molecular control of inflorescence and flower development has been extensively studied in model dicotyledonous plants such as Arabidopsis. However, not all the genes controlling inflorescence architecture in grasses are orthologous of Arabidopsis genes and thus grass inflorescence genes could not have been identified by simple extrapolation from Arabidopsis. Among plants, rice and maize in particular are the best genetic models for studying inflorescences: the maize inflorescence is a useful model for developmental and evolutionary studies, because several mutants have been isolated that taken together dissect every step of the inflorescence development. Because of the sequencing of the rice genome, positional information can be used to clone genes in maize, wheat and related grasses. In recent years, several master genes involved in inflorescence development have been cloned, providing considerable insights into the genetic control of the plant inflorescence
La canna comune e il mais : simulazione di un impianto reale di digestione anaerobica
No full textLa canna comune o Arundo donax L. è una pianta erbacea largamente diffusa a livello nazionale che ben si adatta a diverse condizioni pedoclimatiche; infatti le sue più evidenti peculiarità sono la forte rusticità e l’adattabilità. Poiché il mondo agricolo è sempre più interessato alla produzione di energia e all’integrazione del proprio reddito mediante nuove filiere bioenergetiche, la canna comune assume un’importanza sempre maggiore per i processi di digestione anaerobica. La coltura di Arundo si caratterizza per l’entità dei costi molto contenuti grazie al fatto che è poliennale (12-15 anni), ha delle rese molto elevate se confrontate con le altre specie coltivate, necessita di pochi input agronomici (interventi irrigui, concimazioni, fitofarmaci...), può essere impiegata su suoli marginali, resiste bene agli stress biotici (malattie, virus, insetti...) ed abiotici (carenze idriche, carenze di nutrienti...).
Per valutare la possibilità di impiegare Arundo donax L. per la produzione di biogas, sono state condotte prove di insilamento ed è stata studiata la sua attitudine ad essere impiegata durante i processi di digestione anaerobica.
I risultati mostrano che la biomassa della canna comune può essere insilata mediante le stesse tecniche impiegate per ottenere l’insilato di mais. Le analisi condotte hanno dimostrato che la biomassa è in grado di conservarsi per lunghi periodi di tempo mantenendo pressoché inalterata la propria qualità e dotazione di acidi grassi.
La prova di digestione anaerobica è stata eseguita confrontando direttamente le biomasse di insilato di canna e di mais, per evidenziarne le principali differenze in un sistema che simula un impianto CSTR. A parità di sostanza secca immessa nel digestore simulato, si è notato che la produzione di biogas da Arundo è quasi il 70% di quello ottenuta da mais. La caratterizzazione chimica dei digestati e l’analisi del gas, hanno mostrato che non ci sono delle differenze particolarmente evidenti tra le due tipologie di biomassa. La minore quantità di biogas prodotto da insilato di Arundo rispetto al mais trova giustificazione per la mancata presenza in tale biomassa di una componente amidacea e di una buona dotazione di zuccheri, substrati importanti per il processo di metanogenesi.
Considerando le produzioni medie di biomassa secca raccolta, pari a 20 t ha-1 per il mais e 45 t ha-1 per Arundo, è possibile stimare che la produzione di metano per unità di superficie sia superiore con la canna comune. Quest’ultima è in grado di produrre più del 30% di metano all’ettaro rispetto al mais; infatti, la resa in termini di biomassa di Arundo è in grado di sopperire alla sua più ridotta produzione di biogas durante la digestione anaerobica
La produzione di biogas da Arundo Donax L. o canna comune nella filiera agroenergetica
No full textRecentemente, nel panorama delle colture appositamente dedicate alla produzione energetica, Arundo Donax L. o canna comune desta un grande interesse per un suo potenziale sfruttamento. L’attenzione per questa coltura trova giustificazione nella notevole quantità di biomassa prodotta, nella sua resistenza ai diversi stress abiotici e biotici, nella multifunzionalità del suo impiego per scopi energetici, nel ridotto numero di interventi agronomici e conseguente nei costi molto competitivi. Grazie a queste sue peculiarità, Arundo Donax L. può essere in grado di competere con altre già affermate colture, come ad esempio il mais.
A tal proposito, è stato allestito un campo sperimentale nell’azienda didattico-sperimentale di Landriano, raccogliendo diversi cloni della canna in tutto il territorio nazionale per valutare l’effettiva resa e per studiarne le caratteristiche fenotipiche ed il potenziale impiego della pianta nella filiera agroenergetica.
Dalle prove effettuate è emerso che, per la potenziale produzione di biogas, la composizione chimica e la struttura della biomassa di Arundo Donax L. sono di qualità inferiore rispetto al mais. Se la valutazione della produzione di biogas fosse rapportata all’ettaro, la resa della canna comune riesce a rendere competitivo il suo utilizzo nei confronti delle altre colture. Infatti, se dal mais è possibile ottenere mediamente 7000 Nmc ha-1 di biogas, in virtù della sua grande produttività Arundo Donax L. è in grado di generare 11361 Nmc ha-1.
Nell’ottica di uno sfruttamento per fini energetici, la minor qualità della canna comune viene controbilanciata da una notevole produttività della stessa; inoltre il ridotto numero di interventi agronomici e la durata del canneto (≅10-12 anni) rendono economicamente molto competitivo il suo impiego
Vivipary as a tool to analyze late embryogenic events in maize
No full textIn maize vivipary, the precocious germination of the seed while still attached to the ear, is the diagnostic phenotype of mutants, which are impaired in the biosynthesis or response to abscisic acid (ABA). Of the 15 genes so far described, 12 control specific steps in ABA biosynthesis, two mediate hormone response and one still has an undefined role. We have analyzed a collection of 25 independent vp isolates with the aim of determining the degree of mutational saturation that has so far been reached. Of the 25 viviparous mutants complementation tested, 22 correspond to known loci: six are allelic to vp1, another six to vp5, one to vp7, two to vp9, six to vp10 and one to w3. The remaining three represent genes not previously identified. All mutants so far tested except rea show a decrease in ABA content. As to the only two mutants (vp1 and rea) whose endogenous ABA content is not impaired, the reduction in sensitivity of the double mutant compared to the single ones suggests that the two genes control separate pathways in the ABA signal transduction. Some of the mutants in this collection have a characteristic incomplete germination that allows the embryo of the mature dry seed to resume germination. By exploiting this feature it is possible to infer, through a germination test, whether the mutant has been impaired in the acquisition of desiccation tolerance. This information provides the starting point for the dissection of the genetic basis of desiccation tolerance
Effect of phlobaphene accumulation in maize kernel on Fusarium ear rot level in Lombardia
No full textFusarium ear rot (FER) is one the most serious maize fungal diseases especially in Lombardia, the most important maize producer region in Italy. The main aetiological agents of FER are Fusarium species belonging to Gibberella fujikuroi species complex, in particular F. verticillioides and F. proliferatum. FER usually does not lead to significant yield losses, but its causal agents are well known producers of mycotoxins such as fumonisins. Control measures in Italy consist of one - two treatments against the European corn borer, but additional preventive means are required in order to assure a more effective protection. Breeding efforts have been undertaken to increase resistance to FER and in particular phlobaphenes seem to be able to reduce the fumonisin accumulation in kernels.
The aim of this study was to assess the effect of pericarp phlobaphenes on FER rating under field conditions. Two hybrids, one with P1-rr allele providing pigmentation in pericarp and the other carrying P1-wr allele without phlobaphenes accumulation in pericarp, were sown in 2011 and 2012 in four different locations in Lombardia. The frequency and severity of FER, together with the incidence of latent infections caused by G. fujikuroi clade and the fumonisin content, were assessed in each genotype at the four field trials.
Significant but not univocal differences in FER frequency and severity between the two genotypes were found only in 2012. Latent infections were significantly more frequent on P1-wr genotype in two fields and on P1-rr in the same location for two years. A similar distribution pattern was also found in the fumonisin level. Statistical analysis showed that FER indexes are positively correlated with both latent infections and fumonisin accumulation and significantly influenced not only by the presence of phlobaphenes, but also by the field location and the year of cultivatio
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