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Paolo Zambonelli

Ricercatore confermato

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari

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

Temi di ricerca

Parole chiave: genoma singler nucleotide polymorphisms RNA-seq qualità della carne e del grasso biodiversità efficienza di allevamento microarray razze cosmpolite suino razze locali high troughput sequencing high troughput genotyping analisi di espressione next generation sequencing genomica trascrittomica genome wide association study (GWAS)

Le linee di ricerca proposte prevedono lo studio della diversità genetica esistente nelle specie animali di interesse zootecnico. Le differenze genetiche esistenti tra le razze allevate in Italia e/o cosmopolite verranno valutate analizzando la variabilità presente a livello del DNA, sia genomico (SNP e microsatelliti) che mitocondriale. Per quanto riguarda lo studio della variabilità presente nel genoma nucleare verranno utilizzati dei marcatori microsatelliti e/o SNP, specifici per ogni specie, che serviranno per valutare le distanze genetiche esistenti tra le razze. Lo studio del DNA mitocondriale verrà eseguito sequenziando la regione D-loop che contiene la maggioranza dei polimorfismi esistenti nell'intero genoma mitocondriale. Il sequenziamento verrà eseguito su un tratto di DNA amplificato usando coppie di primer specifici per ogni specie. L'individuazione dell'aplotipo di ogni animale analizzato permetterà di confrontare le diverse razze considerate.

Argomenti di ricerca saranno anche lo studio delle caratteristiche qualitative della carne e del grasso di suino con particolare riferimento allo studio di polimorfismi e del livello di espressione di geni a funzione nota utlizzando tecniche quali l'analisi di restrizione di SNP,  i chip di geni o di SNP e la PCR quantitativa Real time. Lo studio verrà effettuato su varie razze suine allevate in Italia in modo da poter valutare differenze esistenti sia tra razze che entro razza.



L'attività zootecnica degli ultimi 50 anni è stata prevalentemente orientata verso un tipo di azienda specializzata, rappresentato essenzialmente dall'allevamento di razze cosmopolite che, grazie alle elevate produzioni quantitative, si sono progressivamente affermate acquisendo un netto predominio numerico. Le razze locali, caratterizzate da attitudini produttive più diversificate, sono state così abbandonate in maniera sempre più marcata e hanno subito una progressiva diminuzione della loro consistenza numerica: molte si sono estinte, altre sopravvivono in gruppi ristretti e in alcuni casi rischiano l'estinzione. L'importanza della biodiversità degli animali in produzione zootecnica è oggi ampiamente riconosciuta, come dimostrano i programmi di conservazione messi in atto a livello mondiale dalla FAO e a livello nazionale da diversi Paesi. I motivi che spingono a preservare la biodiversità degli animali zootecnici sono di ordine culturale, biologico e zootecnico. Le popolazioni animali autoctone sono un importante segno della storia e della cultura delle popolazioni rurali, rappresentano un materiale insostituibile per la ricerca scientifica nel campo della genetica e della etnologia poiché costituiscono una combinazione di geni non più ricostruibile una volta perduta, frutto di un lento processo selettivo, che le ha adattate ad un particolare sistema produttivo. Razze fino a poco tempo fa ritenute di poco valore sono in grado di soddisfare meglio eventuali cambiamenti nelle esigenze dei consumatori e negli standard qualitativi dei prodotti di origine animale, determinati da nuove conoscenze nel campo della nutrizione, da variazioni nelle abitudini alimentari, dall'affermarsi di nuovi stili di vita o da cambiamenti dettati da vincoli di carattere ambientale ed etico. Per poter impostare un programma di salvaguardia di queste razze/popolazioni, è necessario intraprendere ricerche che permettano di conoscerne la struttura genetica. Per questi studi si usano prevalentemente tre tipi di marcatori genetici: i microsatelliti, gli SNP (single nucleotide polymorphism) e i polimorfismi del DNA mitocondriale. I primi due sono utili per la stima della variabilità genetica, della consanguineità e per l'analisi di paternità. I polimorfismi del DNA mitocondriale vengono invece utilizzati per la caratterizzazione delle linee femminili. Le linee di ricerca principali riguardano l'analisi della variabilità genetica del DNA nucleare tramite l'impiego dei microsatelliti e degli SNP e lo studio delle differenze di sequenza che si individuano nella regione D-loop del DNA mitocondriale. Le ricerche verranno condotte su alcune delle principali specie allevate: bovino, suino, cavallo, asino considerando sia razze autoctone italiane che razze cosmpolite. Con l'analisi dei microsatelliti e degli SNP si potranno calcolare le frequenze alleliche per ogni locus, l'equilibrio genetico della popolazione secondo Hardy-Weinberg e il grado di variabilità genetica della popolazione, misurabile attraverso il coefficiente di consanguineità, l'indice di eterozigosità e il Polymorphism Information Content. Infine, sarà possibile calcolare le distanze genetiche e costruire alberi filogenetici, mettendo così in evidenza le relazioni esistenti tra le diverse razze. Lo studio del DNA mitocondriale riguarderà la regione D-loop che contiene la maggioranza dei polimorfismi esistenti nell'intero genoma mitocondriale. Il sequenziamento verrà eseguito su un tratto di DNA amplificato usando coppie di primer specifici per ogni specie. Questo tipo di analisi consentirà di individuare l'aplotipo di ogni animale analizzato e permetterà di confrontare le diverse razze considerate attraverso la costruzione di alberi filogenetici.

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