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Ilaria Guarniero

Ricercatrice confermata

Dipartimento di Scienze Mediche Veterinarie

Settore scientifico disciplinare: BIO/05 ZOOLOGIA

Temi di ricerca

Parole chiave: ripopolamento ittico differenziamento genetico stock ittico variabilità genetica

1. Studi di macro-, microevoluzione e genetica di popolazione su stock ittici naturali allo scopo di studiarne distribuzione bio-geografica e le dinamiche di popolazione. Particolare interesse è rivolto alle specie necto-bentoniche di elevato valore bio-economico e ai pesci piatti in genere. 

2. Analisi inerenti il differenziamento genetico, sistematica molecolare ed evoluzione  nei botidi appartenenti al genere Arnoglossus spp. e nei molluschi bivalvi del genere Mactra spp.

3. Ricerche volte alla determinazione e al mantenimento della variabilità genetica in stock ittici allevati con opportuni incroci, allo scopo di evitare eccessivi tassi di inincrocio e la conseguente riduzione della fitness degli animali allevati e di selezionare il gruppo di individui più adatti a campagne di ripopolamento ittico del nord Adriatico.

4. Analisi di paternità in stock ittici allevati di sogliola comune, determinazione dei riproduttori maggiormente perforanti allo scopo di selezionare geneticamente la prole ottimizzandone i caratteri produttvi

5. Sviluppo di marcatori molecolari e protocolli di laboratorio per identificazioni rapida di specie ittiche, individuazione di frodi alimentari in prodotti ittici lavorati o semilavorati

6. Studio della risposta genetica (accumulo di mutazioni e/o perdita di variabilità genetica) all'esposizione ad agenti inquinanti e a parassiti di popolazioni naturali di alcune specie di pesci. 

 


Strumenti di ricerca.

Le principali metodologie utilizzate per lo svolgimento delle ricerche scientifiche sono di tipo:

bio-molecolare: tecniche di isolamento degli acidi nucleici, tecnologia del DNA ricombinante, amplificazione genica selettiva e casuale mediante PCR, sequenziamento del DNA, isolamento e analisi di loci microsatelliti specie-specifici, analisi AFLP, SNPs.

statistiche: software per l’analisi dei rapporti filogenetici fra taxa sulla base di polimorfismi di sequenza, test e software dedicati all'analisi della diversità inter- e intraspecifica, software dedicati all’analisi della variabilità genetica di polimorfismi di lunghezza e sequenze, test di assegnamento di popolazione





VERSIONE ESTESA

1. Studi di macro-, microevoluzione e genetica di popolazione su stock ittici naturali allo scopo di studiarne distribuzione bio-geografica e le dinamiche di popolazione. Particolare interesse è rivolto alle specie necto-bentoniche di elevato valore bio-economico e ai pesci piatti in genere. 

Le metodologie genetiche basate sull'analisi del DNA ipervariabile (martori microsatelliti) possono fornire un aiuto alla gestione delle popolazioni ittiche di interesse economico: tali strumenti infatti contribuiscono efficacemente all'identificazione di unità di popolazione isolate dal punto di vista riproduttivo che rappresentano unità biologiche distinte e per tanto da gestire indipendentemente. L'analisi del polimorfismo di lunghezza del DNA microsatellite (o VNTR: Variable Number Tandem Repeat) è uno degli strumenti biotecnologici attualmente disponibili più risolutivi per l'identificazione della struttura genetica fine di popolazione. Se da un lato la loro ipervariabilità li rende infatti in grado di identificare strutturazioni anche solo lievi, dall'altro li rende specie-specifici. Diventa dunque necessario identificare nuovi marcatori microsatelliti ogni qualvolta si intende analizzare una nuova specie. Abbiamo sviluppato marcatori microsatelliti e mitocondriali specifici ed analizzato la struttura genetica degli stock Adriatici di 15 specie demersali e pelagiche importanti per la pesca nel bacino mediterraneo: Teleostei (Solea vulgaris, Merluccius merluccius, Pagellus erythrinus, Merlangius merlangus, Mullus barbatus, Lophius budegassa, L. piscatorius, Sardina pilchardus, Engraulis encrasicolus), Crostacei (Nephrops norvegicus, Parapeneaus longirostris), e Molluschi Cefalopodi (Sepia officinalis, Loligo vulgaris, Eledone cirrhosa, E. moschata).

2. Analisi inerenti il differenziamento genetico, sistematica molecolare ed evoluzione  nei botidi appartenenti al genere Arnoglossus spp. e nei molluschi bivalvi del genere Mactra.

Studio della sistematica molecolare del genere Arnoglossus, genere appartenente alla famiglia dei bolidi, con distribuzione disgiunta tra la regione Atlanto-Mediterranea (5 specie) e la regione Indo-Pacifica (alcune decine di specie). L'analisi preliminare della sequenza dell'estremità 5' della regione di controllo e del gene codificante per la subunità maggiore dell'RNA ribosomale di 4 delle 5 specie mediterranee (A. laterna, A. rueppelli, A. thori e A. imperialis) ha evidenziato incongruenze con la classificazione ricostruita su base morfologica, rilevando per entrambi i geni utilizzati una notevole similitudine tra le sequenze di A. thori e A. rueppelli. L'indubbia origine monofiletica delle specie analizzate e l'esistenza di una buona congruenza tra sistematica morfologica e molecolare, potrebbe consentire di usare le stime di divergenza molecolare tra queste specie come stime abbastanza precise dell'intervallo di differenziazione specifica nei Pleuronettiformi e che potrebbe risultare utile nello studio della sistematica molecolare di generi atlantico-mediterranei con classificazione e filogenesi delle specie ancora dibattute e controverse (e.g. i generi Solea e Microchirus).

Analogamente, per quanto riguarda il genere Mactra, esiste una diatriba in corso di soluzione secondo la quale due taxa attualmente riconosciuti come un'unica specie in due varianti (M. corallina corallina e M. corallina lignaria) sinpatriche, siano in realtà da ascrivere a due diverse specie. I dati molecolari da noi finora osservati sulla base di un'analisi molecolare multilocus (16S rDNA e Citocromo B) sembrerebbero supportare questa seconda ipotesi.

3. Ricerche volte alla determinazione e al mantenimento della variabilità genetica in stock ittici allevati con opportuni incroci, allo scopo di evitare eccessivi tassi di inincrocio e la conseguente riduzione della fitness degli animali allevati e di selezionare il gruppo di individui più adatti a campagne di ripopolamento ittico del nord Adriatico.

Il ripopolamento ittico è una procedura per la quale non sono ancora state ufficializzate linee guida nazionali. Per tale motivo è opportuno procedere con un approccio di tipo conservativo. In tal senso è necessario valutare gli aspetti genetici: gli equilibri naturali, il potenziale adattativo, i tassi di biodiversità, le dinamiche di popolazione, i rapporti ecologici interspecifici e la piramide trofica stessa prendono origine dalla diversità genetica. È pertanto necessario valutare attentamente il rischio associato a tale pratica e minimizzarne l'impatto seguendo alcuni criteri essenziali: scegliendo riproduttori provenienti dalla stessa unità evolutiva target per il ripopolamento; utilizzando un gruppo di riproduttori costituito da un numero sufficientemente alto di animali allo scopo di prevenire la perdita di variabilità genetica associata all'in-incrocio; evitando la selezione artificiale; introducendo ad ogni generazione nuovi riproduttori provenienti dalla stessa area da ripopolare ed infine monitorando geneticamente sia lo stock naturale, sia quello allevato

4. Analisi di paternità in stock ittici allevati di sogliola comune, determinazione dei riproduttori maggiormente perforanti allo scopo di selezionare geneticamente la prole ottimizzandone i caratteri produttvi

È stato osservato in pesci piatti allevati del genere Pleuronectes che non tutti i riproduttori contemporaneamente presenti nella stessa vasca, pur essendo trattati tutti con analoghe stimolazioni ormonali ed allevati in identiche condizioni di luce e temperatura, partecipano attivamente alla produzione di gameti e di conseguenza alla generazione di prole. È nostro obiettivo verificare l'eventualità di un'analoga situazione anche nella specie Solea vulgaris, attualmente presente negli impianti del CdL di Acquacoltura e Igiene delle Produzioni Ittiche, allo scopo di identificare gli eventuali riproduttori non attivi e, di conseguenza, i riproduttori più performanti ottimizzando in tal modo la produttività dell'impianto.

5. Sviluppo di marcatori molecolari e protocolli di laboratorio per identificazioni rapida di specie ittiche, individuazione di frodi alimentari in prodotti ittici lavorati o semilavorati

L'identificazione di specie ittiche diventa problematica quando le caratteristiche morfologiche abitualmente utilizzate per l'identificazione sono rimosse in seguito ai processi lavorativi. Le tecniche analitiche basate sull'utilizzo di marcatori molecolari nucleari e mitocondriali sono in grado di rilevare tali differenze e possono rappresentare uno strumento rapido ed efficace per l'identificazione di eventuali frodi nel mercato dei prodotti ittici lavorati e semilavorati.

Sono state svolte ricerche volte all'ottenimento di marcatori di sequenza del DNA diagnostici per l'identificazione specifica in prodotti lavorati e semilavorati. La ricerca in atto si è focalizzata su specie di basso valore commerciale ma estremamente importanti per l'indotto della pesca in Adriatico come i piccoli pelagici (sardina, acciuga, sardinella, spratto). Lo screening è in atto con i marcatori classici i cui primer di amplificazione sono disponibili in letteratura. In particolare, per quanto riguarda il DNA mitocondriale i marcatori scelti per questo tipo di analisi sono l'estremità 5' della Regione di Controllo del mtDNA (D-Loop), un frammento di circa 300 pb del gene che codifica per l'unità ribosomale 16S e un frammento del gene che codifica per la proteina citocromo B. Tutti questi marcatori hanno in comune un tasso di mutazione piuttosto elevato, che li rende particolarmente adatti all'identificazione di specie ittiche diverse anche se affini, e dimensioni ridotte, quindi amplificabili con successo anche in campioni il cui DNA è stato degradato in seguito a processi di sterilizzazione e la presenza in molteplice copia all'interno delle singole cellule. Attualmente collaboro con unità di controllo territoriali quali ASL e Carabinieri per l'identificazione molecolare di materiale ittico posto sotto sequestro.

6. Studio della risposta genetica (accumulo di mutazioni e/o perdita di variabilità genetica) all'esposizione ad agenti inquinanti e a parassiti di popolazioni naturali di alcune specie di pesci.

L'effetto sul lungo termine dell'esposizione ad agenti inquinanti è un'alterazione delle varianti e delle frequenze alleliche/aplotipiche delle popolazioni esposte. Tali effetti possono essere osservati sulla base della conoscenza prodotta dagli strumenti della genetica di popolazione. Per quanto riguarda la resistenza all'aggressione da parte di parassiti, esistono alcuni studi preliminari che correlano il grado di variabilità genetica overall e la resistenza all'aggressione di parassiti. Attualmente, si sta effettuando un primo screening per osservare se in pool di organismi ittici naturali e allevati, il grado di variabilità genetica mostri una correlazione sia con la presenza di agenti cimici inquinanti sia con la presenza di parassiti. Alcuni pool ittici verranno sottoposti a valutazione della presenza di inquinanti (metalli pesanti, IPA e TBT), della presenza di parassiti e valutazione della variabilità e differenziamento genetico. Le analisi genetiche, condotte sulla base di due tipi di marcatori genetici a diverso potere risolutivo, diranno se questa correlazione esiste e a che livello. 



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