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Luca Fontanesi

Professore ordinario

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari

Settore scientifico disciplinare: AGR/17 ZOOTECNICA GENERALE E MIGLIORAMENTO GENETICO

Temi di ricerca

1) Identificazione e analisi di mutazioni in geni candidati per la qualità e la produzione della carne suina.

2) Analisi dell'espressione genica nel suino per l'identificazione di geni con effetto sulle caratteristiche qualitative della carne (Analisi dell'espressione genica post mortem).

3) Identificazione e analisi di QTL e QTG per caratteristiche qualitative e produttive del latte nelle razze bovine italiane.

4) Identificazione e studio di geni che influenzano il colore del mantello e del piumaggio negli animali di interesse zootecnico e faunistico-venatorio.

5) Sviluppo di sistemi innovativi per l'autenticazione e la tracciabilità dei prodotti di origine animale e vegetale.

6) Studio e identificazione di modelli animali per patologie a base genetica complessa nell'uomo (suino e coniglio).

7) Studio di geni candidati per caratteri produttivi nel coniglio.

8) Messa a punti di nuovi metodi molecolari per la determinazione del sesso negli animali.

9) Analisi del genoma delle specie di interesse zootecnico per l'identificazione e caratterizzazione di Copy Number Variation.

10) Next generation sequencing

11) Metabolomica in specie di interesse zootecnico

12) Genome Wide Association Studies

13) Sequenziamento e ri-sequenziamento di genomi negli animali di interesse zootecnico e faunistico-venatorio

14) Selection signature in animali di interesse zootecnico e definizione di parametri genomici per la stima dell'inbreeding.

15) Analisi della biodiversità zootecnica

16) Selezione genomica

17) Analisi del microbiota

18) Studio dei processi di domesticazione negli animali d interesse zootecnico

19) Problematiche collegate alla castrazione nei suini

 



1) Identificazione e analisi di mutazioni in geni candidati per la qualità e la produzione della carne suina. Le attività di ricerca sono volte a studiare geni candidati per alcune caratteristiche qualitative e produttive della carne suina per la produzione di salumi DOP di alta qualità al fine di identificare mutazioni utilizzabili in piani di selezione assistita da marcatori. In particolare, i principali caratteri oggetto di studio sono il potenziale glicolitico e l'attività catepsinica del muscolo, lo spessore del lardo dorsale, la percentuale di tagli magri e l'incremento ponderale giornaliero. I geni candidati sono scelti tra quelli che svolgono un ruolo nei processi biochimici e fisiologici che possono essere direttamente o indirettamente correlati ai caratteri presi in considerazione e che, eventualmente, siano localizzati in regioni cromosomiche su cui altri studi hanno identificato QTL per gli stessi caratteri. Per la scelta sono utilizzati approcci bioinformatici. L'identificazione e l'analisi delle mutazioni viene effettuata in silico (in collaborazione con il Biocomputing Group, Università di Bologna,) e/o utilizzando le tecniche di sequenziamento e sistemi di high throughput genotyping. L''analisi di associazione è effettuata con appropriati modelli statistici dopo aver tipizzando le mutazioni su animali per i quali sono determinati i caratteri considerati, utilizzando anche approcci di genome wide association. Questa attività di ricerca è effettuata in collaborazione con l'Associazione Nazionale Allevatori Suini (ANAS).

 

2) Analisi dell'espressione genica nel suino per l'identificazione di geni con effetto sulle caratteristiche qualitative della carne (espressione genica post mortem). Per l''identificazione di geni candidati per caratteri complessi quali sono, ad esempio, la qualità della carne, è in corso lo studio dell''espressione genica del tessuto muscolare suino a diversi intervalli post mortem. L'analisi dell'espressione è effettuata mediante analisi di microarray dei chip Affymetrix che contengono probes per più di 20.000 geni di suino. Questa attività di ricerca è in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Statistiche “Paolo Fortunati” dell''Università di Bologna.

 3) Identificazione e analisi di QTL e QTG per caratteristiche qualitative e produttive del latte nelle razze bovine italiane. Questa linea di ricerca, che ha come obiettivo finale l''identificazione di marcatori da utilizzare in piani di MAS, è indirizzata all''identificazione di QTL (Quantitative Trait Loci) e QTG (Quantitative Trait Genes) per la composizione (percentuale di proteine e percentuale di grasso), il contenuto di cellule somatiche e la produzione quantitativa del latte nella razza bovina Frisona Italiana. Lo studio si basa sul disegno sperimentale noto come daughter design e sulla procedura del milk selective DNA pooling per poter effettuare un genome scan ed un mappaggio fine con maggiore efficienza. I QTL e i QTG identificati in questa razza sono poi studiati utilizzando marcatori microsatelliti e/o SNP nelle principali razze bovine da latte o a duplice attitudine italiane. QTG identificati in altre ricerche sono studiati per verificare il loro effetto nelle popolazioni bovine italiane. Questa ricerca è effettuata in collaborazione con il Dept. of Genetics, Hebrew University of Jerusalem, l''Institute of Population Genetics, University of Veterinary Medicine Vienna, il Dipartimento di Scienze Veterinarie per la Sicurezza Alimentare dell'Università di Milano, l''Associazione Nazionale Allevatori Frisona Italiana (ANAFI) e l''Associazione Nazionale Allevatori Razza Bovina Reggiana (ANABORARE).

 4) Identificazione e studio di geni che influenzano il colore del mantello e del piumaggio negli animali di interesse zootecnico. Questa linea di ricerca è rivolta allo studio dei geni che influenzano il colore del mantello nelle principali specie di interesse zootecnico (bovini, suini, ovi-caprini, conigli e avicoli) e specie selvatiche. Oltre all'approfondimento delle conoscenze di base sugli aspetti biologici dei meccanismi che determinano il colore del mantello/piumaggio, la linea di ricerca è rivolta agli aspetti applicativi per la tracciabilità di razza. Il principio generale si fonda sul fatto che all'interno delle singole razze, questo carattere è in genere costante. Mutazioni in alcuni geni possono essere correlate direttamente ad un certo colore del mantello. Quindi, alcune mutazioni in questi geni potrebbero essere razza specifici o almeno presenti in tutti gli animali di una stessa razza. Di conseguenza, utilizzando questi marcatori è possibile effettuare una tracciabilità di razza, mediante test molecolari. Questa linea di ricerca è in collaborazione con diverse istituzioni (University of Limoges, France; INRA, France; Università di Palermo; Università di Messina; Università di Firenze; Fondazione Edmund Mach; Dept. of Botany and Zoology, Evolutionary Genomics Group, University of Stellenbosch, Matieland, South Africa; Museum of Southwestern Biology and Dept. of Biology, University of New Mexico, Albunquerque, USA; College of Animal Science and Technology, Sichuan Agricultural University, Ya'an, Sichuan, China).

 5) Sviluppo di sistemi innovativi per l'autenticazione e la tracciabilità dei prodotti di origine animale. Questa linea di ricerca prevede l'impiego di traccianti di origine vegetale o animale o microbica per marcare i prodotti in modo che non vengano alterate le caratteristiche del prodotto stesso e l'analisi del DNA del tracciante che può quindi permettere di effettuare un'autenticazione del prodotto (sistema brevettato).

 6) Studio e identificazione di modelli animali per patologie a base genetica complessa nell'uomo (http://fagenomich.biocomp.unibo.it/) . Questa linea prevede lo studio di modelli animali quali il suino come modello per l'obesità e il coniglio come modello per disfunzioni enteriche neuromuscolari. Nel suino l'analisi è effettuata utilizzando animali estremi e divergenti per il carattere spessore del lardo dorsale e identificazione di geni candidati per il deposito di grasso. Nel coniglio lo studio è effettuato analizzando una popolazione di animali in cui segrega il difetto congenito noto come megacolon. Lo studio è effettuato in collaborazione con i) Biocomputing Group, Dipartimento di Biologia Evoluzionistica Sperimentale, Università di Bologna, ii) Dipartimento di Scienze Statistiche “Paolo Fortunati” dell''Università di Bologna, iii) Dipartimento di Medicina e Chirurgia -  Policlinico S. Orsola-Malpighi, Università di Bologna, v) Dipartimento di Medicina Veterinaria, Università di Bologna.

 7) Studio di geni candidati per caratteri produttivi nel coniglio. Lo studio è incentrato all'analisi di geni candidati per caratteristiche produttive quali muscolosità e accrescimento. Lo studio è effettuato in collaborazione con il Gruppo Martini.

 8) Messa a punti di nuovi metodi molecolari per la determinazione del sesso negli animali. Lo studio è incentrato sull''analisi di geni localizzati sui cromosomi sessuali. Studio in collaborazione con diverse istituzioni.

9) Analisi del genoma delle specie di interesse zootecnico e faunistico venatorio per l'identificazione e la caratterizzazione di Copy Number Variation. Questa attività di ricerca è focalizzata all'identificazione a livello di genoma di Copy Number Variation utilizzando le tecniche di array Comparative Genome Hybrydization (aCGH) e analisi di chip ad alta densità di SNP. La variabilità così identificata viene confermata con altre tecniche e utilizzata per studi di associazione con caratteri fenotipici e per analisi di popolazione. Studi in collaborazione con diverse istituzioni tra cui Università di Palermo, Fondazione Edmund Mach, ConsDABI, Biocomputing Group (Università di Bologna).

10) Next generation sequencing. Applicazione di tecnologie di Next Generation Sequencing a diversi livelli: sviluppo di nuovi protocolli e approcci per lo studio dei genomi animali e di microrganismi; applicazioni in diversi campi della ricerca biomedica. Studi effettuati nell'ambito del Centre for Genome Biology dell'Università di Bologna.

11) Metabolomica in specie di interesse zootecnico. Sviluppo di metodologie e approcci per analizzare metaboliti e il metaboloma in animali di interesse zootecnico.

12) Genome Wide Association Studies. Utilizzo di pannelli ad alta densità di SNP nei suini, nei bovini e negli ovini per identificare regioni cromosomiche e geni associati con caratteri produttivi.

13) Sequenziamento e ri-sequenziamento di genomi negli animali di interesse zootecnico e faunistico-venatorio. Utilizzo di tecnologie di Next Generation Sequencing technologies per analyzzare il genoma delle specie di interesse zootecnico per l'identificazione di regioni polimorfiche (SNP e CNV) e ricostruire genomi. Produzione e analisi di dati di RNA-Seq e microRNA-seq.

14) Selection signature in animali di interesse zootecnico e definizione di metodologie per la valutazione dell'inbreeding con metodi genomici. Identificazione di regioni genomiche sotto selezione utilizzando pannelli ad alta densità di SNP nelle specie di interesse zootecnico. Utilizzo di dati di SNP per la definizione di metodi e coefficienti di inbreeding genomici.

15) Analisi della biodiversità zootecnica. Caratterizzazione di razze e popolazioni utilizzando tecnologie di next generation sequencing e pannelli di SNP ad alta densità. Studi effettuati con diverse istituzioni (ConsDABI, Univerità di Messina, Università di Palermo, ecc.)

16) Selezione genomica. Implementazione di nuovi metodi e startegie for l'applicazione di approcci di selezione genomica per il miglioramento genetico della specie suina. Studi effettuati in collaborazione con l'Associazione Nazionale Allevatori Suini (ANAS).

17) Analisi del microbiota. Caratterizzazione del microbiota nelle specie di interesse zootecnico mediante l'utilizzo di tecnologie di next generation sequencing.

18) Studio dei processi di domesticazione nelle specie di interesse zootecnico. Analisi dei processi evolutivi che hanno portato alla domesticazione di animali.

19) Problematiche collegate alla castrazione nei suini. I vari aspetti relativi alla castrazione suina dei maschi che includono le alternative alla castrazione chirurgica e la non castrazione con gli aspetti di allevamento, qualità dei prodotti finali e gli aspetti genetici.