BIOFORMULATI A BASE DI MISCELE DI MICROORGANISMI

Lo scopo di questo lavoro è stato quello di definire nuove combinazioni di BCAs e metaboliti bioattivi da trasferire alle aziende interessate per una pronta applicazione ed implementazione di nuove formulazioni attive. La prima parte del lavoro ha riguardato la selezione di diversi ceppi di Trichoderma, (K2, K3, K4, K5) di proprietà dell’azienda ABM (Geneva, New York) per la loro capacità di biocontrollo e promozione della crescita di piante di pomodoro. Inoltre, i ceppi sono stati caratterizzati per la produzione di metaboli secondari rilasciati nel mezzo di crescita utilizzando tecniche di spettrometria di massa e di risonanza magnetica nucleare. Successivamente i ceppi selezionati sono stati saggiati in vivo in combinazione con due prodotti, il Micosat Tab ed il Micosat Len dell’azienda C.C.S. MED, al fine di aumentare l‘efficacia di questi formulati commerciali. Le migliori miscele sono state utilizzate per la realizzazione di esperimenti in pieno campo per valutare le rese produttive e la qualità della produzione in termini di contenuto totale di zuccheri (°Brix), di contenuto di carotenoidi (licopene e β−carotene) e di attività antiossidante. La combinazione di K4 e K2 con rispettivamente Micosat Tab e Micosat Len ha significativamente aumentato la crescita delle piante sia rispetto ai controlli sia rispetto alle applicazioni dei componenti singoli. Inoltre, l’esperimento in campo ha confermato che entrambe le miscele messe a punto con il Micosat Tab hanno aumentato la resa produttiva rispetto all’applicazione dei componenti singoli. Successivamente è stata determinata l’attività di biocontrollo dei preparati nei confronti di Pythium ultimum e di Orobanca ramosa su pomodoro. Nell’esperimento nei confronti di Pythium la maggiore attività di biocontrollo è stata osservata con le applicazioni dei singoli ceppi selezionati e dei prodotti commerciali non combinati. Nel caso degli esperimenti con Orobanca ramosa è stato osservato che tutti i trattamenti hanno stimolato la germinazione della pianta parassita con conseguente effetto negativo sulla crescita delle piante. Durante il periodo di formazione all’estero, presso il centro di ricerca e sviluppo dell’azienda ABM (Geneva, New York), è stata caratterizzata la produzione di proteine schiumogene secrete dai ceppi di Trichoderma spp. soprariportati Le schiume prodotte dai ceppi selezionati sono state analizzate mediante LC-MS e gli spettri di massa hanno mostrato diversi picchi molecolari caratterizzati da multicarica tipici di peptidi e proteine. Le stesse proteine sono state successivamente digerite con tripsina e sottoposte ad analisi proteomica con tecnica LC-MS/MS. Gli spettri di massa sono stati analizzati con il software di identificazione Mascot confrontandoli con il database delle proteine di Trichoderma di NCBI. I risultati hanno mostrato che gli estratti proteici dei ceppi K2 e K3, entrambi appartenenti alla specie harzianum, sono composti rispettivamente da 8 e 9 proteine di cui 4 condivise. Allo stesso modo gli estratti dei ceppi K4 e K5, il primo atroviride a il secondo viride, sono composti ognuno da 11 proteine di cui 6 condivise. La caratterizzazione proteomica ha rivelato che la maggior parte di queste proteine presentano domini conservati di idrofobine e cerato-platanine, presenti in rapporti e concentrazioni diverse a seconda del ceppo da cui sono state estratte. Le proteine di Trichoderma appartenenti a queste famiglie giocano un ruolo chiave nell’interazione con la pianta, sono elicitori di risposte di difesa ed alcune hanno mostrato la capacità di promuovere la crescita delle piante. Inoltre, queste classi proteiche hanno proprietà di auto assemblaggio all’interfaccia aria-liquido e la capacità di modificare la polarità delle soluzioni in cui sono disciolte. Le caratteristiche fisico-chimiche rendono queste molecole potenzialmente interessanti e per tale motivo è stata valutata l’attività biologica di queste miscele proteiche in termini di promozione di crescita su un ibrido di mais da insilato.Le miscele proteiche estratte dai diversi ceppi sono state saggiate a 4 diverse concentrazioni (100, 10, 1 e 0,1ppm) e sono state applicate tramite confettatura dei semi. Le proteine estratte dai ceppi K2 e K3 hanno mostrato una significativa capacità di promuovere la crescita delle piante soprattutto in termini di aumento della biomassa in maniera dose dipendente. In particolare, il trattamento con le proteine estratte dal ceppo K2 alla concentrazione di 100 ppm ha mostrato il maggior incremento del peso fresco di fusto e radici. Le proteine estratte dal ceppo K5 hanno prodotto un aumento della biomassa in maniera inversamente proporzionale alla concentrazione utilizzata. L’applicazione delle proteine estratte dal ceppo K4 non ha mostrato incrementi significativi. La fase finale del presente lavoro ha riguardato la preparazione di nuove miscele basate su Micosat Tab e Micosat Len in combinazione con le miscele proteiche del ceppo K5 e con i metaboliti secondari di Trichoderma, 6-pentyl-α-pirone, acido harzianico e 1-octen-3-olo. Queste nuove combinazioni sono state saggiate su piante di pomodoro e mais ed è stato valutato l’effetto di promozione di crescita. La miscela di Micosat Len+1-octen-3-olo è stata quella che ha dato i migliori risultati, determinando un aumento significativo di tutti i parametri analizzati

Advances in irrigation management in greenhouse cultivation

The advantages of greenhouse include the ability to secure better conditions than outdoor environment for crop growth and development, increased off-season production and autonomy from external weather conditions. This chapter provides an up-to-date critical overview of scientific advances in irrigation management for greenhouse vegetables and ornamentals. The chapter presents a technical design of a typical greenhouse irrigation system, before covering water balance and crop evapotranspiration techniques as well as the use of high-tech moisture sensors for irrigation scheduling. In the context of enhancing the water use efficiency of greenhouse crops, the chapter also discusses innovative management practices such as biostimulants and grafting. Finally, the chapter concludes by looking ahead to future prospects and research breakthroughs

Analysis of Polyphenolic Compounds in Water-Based Extracts of Vicia faba L.: A Potential Innovative Source of Nutraceutical Ingredients

The water-based extract of broad bean hulls contains several bioactive molecules, including polyphenols well-known to exert antioxidant activity, which could justify its use in nutraceutical formulations. Hence, the current investigation aimed to establish the polyphenolic profile of water-based extracts from broad bean hulls through UHPLC-Q-Orbitrap HRMS analysis. The findings highlighted that p-coumaric acid, chlorogenic acid, and epicatechin were the most common compounds found in the tested extracts, being quantified at a mean concentration of 42.1, 32.6, and 31.2 mg/100 g, respectively. Moreover, broad bean hull extracts were encapsulated into a nutraceutical formulation, after which the antioxidant properties and the bioaccessibility of phenolic compounds during the simulated gastrointestinal (GI) process were investigated and compared with the digested non-encapsulated extract. The data highlighted that following the GI process, the capsules were able to preserve active compounds from the adverse effects of digestion, resulting in a greater antioxidant capacity and polyphenol bioaccessibility in the duodenal and colonic phases, compared with the non-encapsulated extract. Our results showed that the water extract from broad bean hulls may be considered a valuable source of natural polyphenolic compounds; in addition, the use of a gastric-resistant capsule could be a suitable alternative to transport these bioactive compounds to the target tissues

GASTon: A Graph-Exploration System for Indexing, Annotating and Visualizing PubMed Articles to Enhance the Analysis of Social deTerminants of Health

Many works have shown associations between social determinants of health (SDoH) –the social circumstances in which people live– and health-related outcomes. However, the lack of SDoH data increases the challenges in measuring and understanding their effect on people’s health and health systems. In this paper, we present GASTon, a system for the indexing, annotation, and graph-based rendering of PubMed information to enable the search and retrieval of SDoHs in scientific literature. Our work provides a way to associate specific concepts with peer-reviewed articles to simplify the search for social factors. It builds a knowledge graph based on PubMed publications and associates them with concepts extracted from the Unified Medical Language System (UMLS) Metathesaurus. GASTon allows a full-text search and graph-based navigation and supports an overview of the concepts and related publications. Moreover, the architecture allows scale-up thanks to its containerized nature and parallelizat ion capabilities. The system is open-source under the Apache V2 license

Post-translational deregulation of YAP1 is genetically controlled in rat liver cancer and determines the fate and stem-like behavior of the human disease

Previous studies showed that YAP1 is over-expressed in hepatocellular carcinoma (HCC). Here we observed higher expression of Yap1/Ctgf axis in dysplastic nodules and HCC chemically-induced in F344 rats, genetically susceptible to hepatocarcinogenesis, than in lesions induced in resistant BN rats. In BN rats, highest increase in Yap1-tyr357, p73 phosphorylation and Caspase 3 cleavage occurred. In human HCCs with poorer prognosis ( 3 years survival; HCCB). In the latter, higher levels of phosphorylated YAP1-ser127, YAP1-tyr357 and p73, YAP1 ubiquitination, and Caspase 3 cleavage occurred. Expression of stemness markers NANOG, OCT-3/4, and CD133 were highest in HCCP and correlated with YAP1 and YAP1-TEAD levels. In HepG2, Huh7, and Hep3B cells, forced YAP1 over-expression led to stem cell markers expression and increased cell viability, whereas inhibition of YAP1 expression by specific siRNA, or transfection of mutant YAP1 which does not bind to TEAD, induced opposite alterations. These changes were associated, in Huh7 cells transfected with YAP1 or YAP1 siRNA, with stimulation or inhibition of cell migration and invasivity, respectively. Furthermore, transcriptome analysis showed that YAP1 transfection in Huh7 cells induces over-expression of genes involved in tumor stemness. In conclusion, Yap1 post-translational modifications favoring its ubiquitination and apoptosis characterize HCC with better prognosis, whereas conditions favoring the formation of YAP1-TEAD complexes are associated with aggressiveness and acquisition of stemness features by HCC cells

Comparative assessment of autochthonous bacterial and fungal communities and microbial biomarkers of polluted agricultural soils of the Terra dei Fuochi

Organic and inorganic xenobiotic compounds can affect the potential ecological function of the soil, altering its biodiversity. Therefore, the response of microbial communities to environmental pollution is a critical issue in soil ecology. Here, a high-throughput sequencing approach was used to investigate the indigenous bacterial and fungal community structure as well as the impact of pollutants on their diversity and richness in contaminated and noncontaminated soils of a National Interest Priority Site of Campania Region (Italy) called “Terra dei Fuochi”. The microbial populations shifted in the polluted soils via their mechanism of adaptation to contamination, establishing a new balance among prokaryotic and eukaryotic populations. Statistical analyses showed that the indigenous microbial communities were most strongly affected by contamination rather than by site of origin. Overabundant taxa and Actinobacteria were identified as sensitive biomarkers for assessing soil pollution and could provide general information on the health of the environment. This study has important implications for microbial ecology in contaminated environments, increasing our knowledge of the capacity of natural ecosystems to develop microbiota adapted to polluted soil in sites with high agricultural potential and providing a possible approach for modeling pollution indicators for bioremediation purposes