Poster di presentazione del progetto
“Alle radici del deperimento della farnia nei boschi planiziali lombardi: ResQ, un progetto multidisciplinare per la selezione di risorse genetiche resistenti”
Avanzi C, Pericolo O, Assini SP, Bagnoli F, Barcella M, Borghetti M, Bracco F, Castellaneta M, Marchi M, Pinosio S, Rodolfi M, Romiti E, Storchi T, Vendramin GG, Piotti A, Ripullone F, Nola P
Riassunto: Negli ultimi decenni i tassi di deperimento e mortalità degli alberi hanno registrato un aumento a livello globale, ed è atteso che, negli anni a venire, il cambiamento climatico induca stress cronici e rischi di mortalità sempre maggiori, specialmente nell’area mediterranea. Il deperimento e la mortalità degli alberi impattano profondamente il funzionamento delle foreste sia nel breve che nel lungo termine, mettendo a repentaglio gli essenziali servizi ecosistemici che esse offrono. Nel bacino della Pianura Padana, e in particolare nel territorio del Parco del Ticino, il deperimento della farnia (Quercus robur L.) è cominciato tra la fine degli anni ’90 e i primi anni 2000. I sintomi più comuni ed evidenti di tale fenomeno sono l’avvizzimento della chioma, l’emissione di rami epicormici, lo scortecciamento e, nei casi più estremi, la morte. Le cause di tale deperimento sono tuttora ignote, ma probabilmente sono da ricercarsi in una complessa interazione di fattori biotici e abiotici, quali una maggiore frequenza di episodi siccitosi, un incremento nella competizione con specie esotiche, e l’azione di funghi ed altri patogeni. In questo contesto, il progetto ResQ, finanziato da Regione Lombardia, indagherà i molteplici fattori che causano il deperimento della farnia nei boschi planiziali lombardi. Lo studio concomitante di caratteristiche genetiche, dinamiche di crescita, tratti ecofisiologici, aspetti fitopatologici e botanici, tutti registrati a scala individuale, offrirà nuove possibilità per comprendere il determinismo del fenomeno oggetto di studio. La novità di tale approccio risiede, oltre che nella marcata vocazione multidisciplinare, nel disegno sperimentale, che prevede la selezione di coppie di individui vicini, uno in buono stato di salute e l’altro con evidenti segni di deperimento. La vicinanza degli individui di ciascuna coppia, scelti ad una distanza non superiore ai ~20 metri, garantisce di minimizzare la variabilità microambientale e, di conseguenza, di massimizzare le probabilità di trovare differenze significative nelle caratteristiche genetiche degli individui sani e di quelli deperienti. Il disegno sperimentale prevede il campionamento di cinque siti nel territorio del Parco del Ticino e del Parco delle Groane, aree nelle quali la farnia è interessata da intensi fenomeni di deperimento, e di 25 coppie per sito, per un totale di 250 alberi. L’obiettivo ultimo del progetto è quello di estrarre, dall’analisi congiunta dei molteplici livelli informativi prodotti, una lista di geni che concorrano a conferire un qualche grado di resistenza adattativa al deperimento. Tale obiettivo si tradurrà, in primo luogo, in un elenco degli esemplari di farnia, mappati e georeferenziati, a partire dai quali selezionare e produrre genotipi resistenti, da utilizzare all’interno di programmi di conservazione e rinforzo di popolamenti naturali degradati. Sarà poi possibile testare altre popolazioni naturali di farnia, per mappare la distribuzione spaziale di tali varianti genetiche potenzialmente adattative. Nel complesso, l’insieme delle nuove conoscenze ottenute nell’ambito del progetto ResQ fornirà ai gestori del patrimonio forestale elementi utili per pianificare strategie innovative ed efficaci per la conservazione dei fragili ecosistemi boschivi planiziali.
Parole chiave: cambiamento climatico, risorse genetiche forestali, approccio multidisciplinare, dendrogenomica, deperimento forestale, resistenza al deperimento, potenziale adattativo, quercus robur
Citazione: Avanzi C, Pericolo O, Assini SP, Bagnoli F, Barcella M, Borghetti M, Bracco F, Castellaneta M, Marchi M, Pinosio S, Rodolfi M, Romiti E, Storchi T, Vendramin GG, Piotti A, Ripullone F, Nola P (2019). Alle radici del deperimento della farnia nei boschi planiziali lombardi: ResQ, un progetto multidisciplinare per la selezione di risorse genetiche resistenti. In: XIII Congresso Nazionale SISEF “Alberi-Foreste-Biodiversità: dal New Green Deal alla Form to Fork Strategy” (Paris P, Calfapietra C, Motta R, Travaglini D, Bucci G eds). Orvieto (TR, Italy) 30 Mag – 2 Giu 2022. Abstract-book, Paper #c13.30.4. [online] URL: https://congressi.sisef.org/xiii-congresso/
Tree decline of Italian pedunculate oak populations: a multidisciplinary approach for selecting and producing resistant forest genetic resources
Avanzi C, Vajana E, Pericolo O, Assini S, Bagnoli F, Barcella M, Borghetti M, Bracco F, Castellaneta M, Pinosio S, Tarzariol G, Vendramin GG, Ripullone F, Nola P, Piotti A
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Absbract: In recent decades, climate change has induced chronic stresses and prompted episodes of tree decline and mortality, which are expected to further intensify, especially in the Mediterranean region. Tree decline and mortality profoundly affect forest functioning in both the short and long term, with serious consequences for the ecosystem services provided.
Widespread phenomena of decline have been observed from the late 1990s in pedunculate oak (Quercus robur L.) populations of northern Italy, especially in the area with the largest presence of the species (along the Ticino River). The causes of such decline are still unknown, but probably lie in a complex interplay of biotic and abiotic factors, such as an increased frequency of drought episodes, increased competition with exotic species, and the action of fungi and other pathogens.
We screened the oak genome to identify which genetic variants might contribute to providing some resistance to decline. To this purpose, we applied a novel experimental design, selecting pairs of nearby individuals, one in healthy conditions and one with clear symptoms of decline, for a total of 125 pairs from five study sites. Each individual was genotyped with a Single Primer Enrichment Technology (SPET) panel of 90k probes, that yielded a total of 352,459 SNPs. Individual decline was first assessed visually and, later, on the basis of growth dynamics by means of incremental core analysis. The potential confounding effect of environmental variation was taken into account through botanical and phytopathological surveys aimed at characterizing ecological features at the individual tree level.
The ultimate goal of the work will be providing insights into how genomic information can be used to identify resistant genotypes and its usefulness for conservation and management programs, particularly at the material collection stage. The poster presents first results of ongoing genotype-phenotype association analyses.
Keywords: Climate change; Forest genetic resources; Dendrogenomics; Quercus robur; Oak decline
Citazione: Avanzi C, Vajana E, Pericolo O, Assini SP, Bagnoli F, Barcella M, Borghetti M, Bracco F, Castellaneta M, Pinosio S, Tarzariol G, Vendramin GG, Ripullone F, Nola P, Piotti A (2023). Tree decline of Italian pedunculate oak populations: a multidisciplinary approach for selecting and producing resistant forest genetic resources. In: Second EVOLTREE Conference 2023 RESILIENT FORESTS FOR THE FUTURE Brasov, Romania 12-15 September 2023
