Professore associato di Botanica Ambientale ed

Professore associato di Botanica Ambientale ed Applicata (BIO/03) dal 1 febbraio 2005, svolge le
proprie attività di didattica prevalentemente presso il Dipartimento di Bioscienze e Territorio
dell’Università degli Studi del Molise.
Carriera universitaria
1993: Laurea in Scienze Biologiche presso l’Università’ degli Studi di Milano. Titolo della tesi
“Effetti dell’Acido Ascorbico sulla regolazione del ciclo cellulare in apici meristematici di Pisum
sativum L.”, (Dipartimento di Botanica Generale, Università degli Studi di Milano).
1994: Abilitazione alla libera professione di Biologo presso l’Università degli Studi di Bari.
1995: Dottorato di Ricerca in: “Difesa delle produzioni Agro-alimentari” svolto presso il
Dipartimento di Scienze Animali, Vegetali e dell’Ambiente, dell’Università degli Studi del Molise e
presso il Department of Plant and Botany Sciences, University of California, Riverside. Titolo della
tesi: “Plant stress duringdrought: possible involvement of an histone-like protein in the defense
mechanism”. Titolo conseguito presso l’Universitàdegli Studi di Roma “La Sapienza” il 28.05.98.
1999: Vincitrice di una borsa di studio post-dottorato dal titolo “La risposta di piante di interesse
agronomico a condizione di stress ambientali” presso l’Università degli Studi del Molise, Facoltà di
Agraria.
2000: Nomina a Ricercatore di Botanica Ambientale e Applicata (BIO/03) presso la Facoltà di
Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali dell’Università degli Studi del Molise.
2005: Nomina a Professore Associato di Botanica Ambientale e Applicata (BIO/03) presso la
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali dell’Università degli Studi del Molise.
2008-2012 Direttore vicario del Dipartimento Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il Territorio
(D.R.n.186, del 6/06/08)
2007-ad oggi Direttore scientifico del Consorzio del Giardino della Flora Appenninica di
Capracotta (IS).
Responsabile del laboratorio di Biologia Vegetale e della Banca del Germoplasma del Molise,
presso il Dipartimento STAT dell’Università degli Studi del Molise.
Delegato di Facoltà nel Consiglio Direttivo del Centro di Servizi di alta formazione per il
management pubblico e privato “Unimol Management”.
Esperienze e attività di ricerca in laboratori stranieri
Attività di ricerca presso il Department of Biological Science di Exeter (UK), luglio-settembre 1994
Attività di studio e di ricerca su tematiche inerenti il dottorato di ricerca, presso il Department of
Botany and Plant Sciences dell’Università della California, Riverside (USA), novembre 1995maggio 1999.
Attività di ricerca presso il Department of Botany dell’Università di Athens (Ohio, USA), lugliosettembre 2001.
Coordinamento di attività didattiche in campo internazionale
Coordinamento, con D.R. n. 137 del 6/02/03, del Corso di Laurea Internazionale in “Science and
Technology for the Environment and Territory”, finanziato dal MURST (D.M. 21-6-1999) con
l’Università di Spalato (Croazia) e l’Università di Targoviste (Romania).
2010-ad oggi Coordinatore del dottorato internazionale in “Management and conservation issues in
changing landscapes”, in consorzio con l’Università di Roma La Sapienza, Università della Tuscia,
l’Università di Zara (Croazia), l’Università di Sarajevo (Bosnia-Erzegovina) e l’Università
Nazionale di Cordoba (Argentina).
2009-2012 Delegato della Facoltà di Scienze MMFFNN per l’internazionalizzazione e i programmi
Erasmus.
Aprile 2012 ad oggi delegato dei corsi di Laurea di Biologia (I livello) e Biologia Molecolare e
Cellulare (magistrale) per l’internazionalizzazione e i programmi Erasmus.
2010-2011 Coordinatore delle attività “Erasmus placement”.
2007-2012 Tutor di 4 tesi di dottorato con il rilascio della certificazione di “Doctor Europaeus” e
come richiesto dal regolamento approvato dal SA il 14.05.2009, parte delle attività di ricerca dei
dottorandi sono state coordinate in collaborazione con istituti di ricerca internazionali quali:
Biotech Research Center, Michigan Technological University, Houghton (USA)
National Institute of Agricultural Botany (NIAB), Cambridge (UK)
Laboratorio di Seed Biology, Albert Ludwigs Universitӓt - Institut für Biologie II, Freiburg
(Germania) John Innes Centre, Norwich (UK)
Partecipazione e coordinamento di progetti nazionali e internazionali
1998 Trasduzione del segnale di stress idrico ed accumulo di proteine con funzioni protettive nel
nucleo: uso di piante transgeniche come modello di studio. MIUR- PRIN
1999 FAIR1 CT95-0497 “A European approach for assessing regrowth potential of woody
plants:parameters for plant vitalità and dormancy of planting stock” (UE).
1999 P.O.P Regione Molise dal titolo “Studi sulle dinamiche di versante in rapporto alla
conservazione del suolo e all’interazione con i manti vegetali (UE).
2001 Interazioni radici-suolo: analisi della risposta della pianta a condizioni di pendenza mediante
lo studio dell’architettura, anatomia e dei fattori genetici coinvolti (CNR).
2001 Eco-engineering and Conservation of Slopes for Long-term Protection from Erosion,
Landslides and Storms, contratto N. QLK5-CT-2001-00289 (UE).
2005 Cambiamenti climatici, il ciclo del carbonio ed il turn-over delle radici fini in ecosistemi
forestali: casi studio in Molise e Lombardia. Finanziato dal Dip.STAT, Università del Molise in
collaborazione con il Dip. SCAM, Università dell’Insubria. (Responsabile scientifico).
2005 Studi per la conservazione e la valorizzazione di alcuni biotipi di leguminose molisane Presso
il Consorzio del Giardino della Flora Appenninica di Capracotta. Finanziato dall’Agenzia Regionale
per lo Sviluppo Agricolo Molise. (Responsabile scientifico).
2006 Caratterizzazione e conservazione di piante officinali indigene dell’Appennino Molisano.
Finanziato dall’Agenzia Regionale per lo Sviluppo Agricolo Molise. (Responsabile scientifico).
2006 Progettazione e prime azioni per la valorizzazione della vivaistica regionale. Finanziato dalla
Regione Molise, Assessorato Agricoltura e Foreste. (Responsabile scientifico).
2010 Studi preliminari per la valorizzazione del germoplasma autoctono della cipolla di “Isernia”.
Finanziato dalla Camera del Commercio della Provincia e dal Comune di Isernia (Responsabile
scientifico).
2011 Studi per la valorizzazione del germoplasma autoctono della cipolla di “Isernia”
(Responsabile scientifico).
Attività didattica presso l’Università degli Studi del Molise
Fisiologia Vegetale, corso di Laurea in Scienze Ambientali v/o (AA 2000- 2003)
Manipolazioni di Cellule Vegetali, corso di Laurea in Biotecnologie v/o (AA 2002-2003)
Botanica Generale e Ambientale, corso di Laurea in Tecnologie Bioanalitiche–Scienze e Tecnologie
Biologiche I livello (AA 2002-2006)
Biologia Vegetale, corso di Laurea in Scienze dei Beni Culturali e Ambientali I livello(AA 20022009)
Biologia Vegetale, corso di Laurea in Scienze Biologiche I livello (AA 2006-2009)
Botanica Ambientale Applicata, corso di Laurea in Protezione degli ambienti di lavoro (AA 20042005)
Morfologia e Fisiologia Vegetale, corso di Laurea in Scienze Ambiente e della Natura (I livello)
(AA 2002-2008)
Conservazione della biodiversità vegetale, corso di Laurea Specialistica in Biologia Ambientale
(AA 2008-2011)
Biotecnologie Vegetali, corso di Laurea Specialistica in Biologia Molecolare e cellulare (AA 20092013)
Botanica Generale, corso di Laurea di I livello in Biologia (2010-2013)
Corso Opzionale di “Biotecnologie Vegetali” (AA 2005-2006)
Corso Opzionale “Laboratorio di Biologia Vegetale” (AA 2005-2008)
Corso Opzionale di “Proteomica e Genomica Vegetale” (AA 2006-2007).
Corso Opzionale Tecniche di conservazione della diversità vegetale AA 2009-2010
Lezione “Biologia della Conservazione: la flora” Master di II livello in Governance delle
Aree Naturali Protette AA 2006-2007
2001-2007 membro del Collegio dei Docenti del Dottorato di Ricerca “Ambiente e Territorio”
presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il Territorio, dell’Università degli
Studi del Molise.
2007-2010 membro della segreteria scientifica del dottorato “Ambiente e Territorio” presso il
Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il Territorio, dell’Università degli Studi del
Molise.
Attività di revisione scientifica
Annals of Botany
Heredity
Plant Biosystems
Affiliazioni a Società Scientifiche
International Society for Seed Science (ISSS)
Società Botanica Italiana (SBI)
Principali linee di ricerca scientifica
Le attività scientifiche della Prof.ssa Scippa, possono essere sintetizzate in due principali linee di
ricerca rivolte ad alcune specie vegetali dell’ambiente mediterraneo. La prima linea di ricerca,
riguarda la biologia e gli aspetti molecolari delle interazioni tra organismi vegetali e ambiente, con
particolare attenzione ai meccanismi coinvolti nella risposta delle piante a condizioni di stress
abiotico.
La seconda, collocandosi nel contesto della “salvaguardia e tutela della biodiversità vegetale” è
focalizzata sullo studio della biologia del seme, in particolare alle strategie di dormienza e di
germinazione e alla caratterizzazione e conservazione del germoplasma di specie di interesse agroalimentare, officinali, e/o minacciate nell’ambiente mediterraneo.
Biologia e basi molecolari delle interazioni tra organismi vegetali e ambiente
Questa linea di ricerca, si pone come obiettivo prioritario la comprensione dei meccanismi coinvolti
nelle interazioni tra organismi vegetali e ambiente, ed è rivolta a diverse specie vegetali (coltivate e
spontanee) dell’ambiente mediterraneo sottoposte a condizioni di stress abiotico. In particolare, le
indagini sono indirizzate alla risposta degli organismi vegetali a condizioni di stress idrico, disturbo
da fuoco, stress meccanico (pendenza) e da metalli pesanti, data la frequenza con cui queste
condizioni si presentano in ambiente mediterraneo e le conseguenze per lo sviluppo, la diffusione e
distribuzione delle piante.
L’ approccio utilizzato per questi studi è multidisciplinare, e condotto su sistemi modello che
presentano caratteristiche di resistenza a condizioni di stress (semi, muschi), su cellule isolate in
coltura liquida e su piante intere.
Stress idrico
I meccanismi di riposta a condizioni di stress idrico sono stati studiati in diversi sistemi vegetali
(semi, muschi, cellule in coltura liquida, radici e foglie, piante transgeniche) e a diversi livelli di
analisi (morfologico, anatomico, fisiologico, bio-molecolare). In modo particolare sono stati
analizzati i “fattori” di protezione a livello cellulare e tissutale o di regolazione dell’espressione
genica, attivati nei tessuti meristematici dell'embrione che durante la maturazione del seme
“subiscono una fisiologica disidratazione,” nei meristemi primari della radice, nella foglia matura, e
nelle cellule in coltura sottoposte a condizioni di stress idrico.
Nell’ambito di tali tematiche, di particolare rilievo sono state l’esperienze di studio e di ricerca
svolte presso strutture di ricerca e laboratori internazionali, quali il Department of Biological
Science di Exeter (UK), quello di Botany and Plant Sciences dell’Università della California,
Riverside (USA) e il Department of Botany dell’Università di Athens (Ohio,USA). Queste
esperienze sono state di fondamentale importanza per gli studi di biologia molecolare e l’uso delle
biotecnologie vegetali sia nel contesto delle ricerche scientifiche che in quello applicativo.
1.
Studio dei fattori di protezione della cromatina durante lo stress idrico
Variazioni del contenuto idrico nella cellula, comportano alterazioni della morfologia del
nucleo e dell'organizzazione della cromatina con importanti effetti sull’espressione genica e sul
metabolismo cellulare.
Fattori coinvolti nella protezione del nucleo, della struttura e organizzazione della cromatina, o
nella regolazione dell'espressione genica, sono stati individuati mediante uno studio a livello
microscopico (ottico e elettronico), biochimico e molecolare 1) nei tessuti meristematici
dell'embrione di Pisum sativum durante la maturazione del seme 2) nei tessuti meristematici della
radice 3) nelle cellule di Solanum tuberosum in coltura liquida 4) nelle foglie mature di pomodoro.
In particolare sono state individuate proteine sia di natura acidica (tipo deidrine) che basica (QP47,
tipo istoni), che si accumulano nel nucleo durante i periodi di disidratazione cellulare e consentono
al DNA di subire cambiamenti conformazionali evitando danni strutturali e funzionali.
Le indagini sul pomodoro (Lycopersicon esculentum Mill.), hanno permesso di individuare
un gene che codifica per una proteina nucleare con probabile funzione di regolazione
dell'espressione genica. Studi sulla localizzazione cellulare e sull'espressione del prodotto di questo
gene hanno infatti messo in evidenza che si tratta di una variante dell'istone H1. Le proteine
basiche di tipo istonico, sono state storicamente concepite come proteine strutturali della cromatina.
I recenti risultati ottenuti nel corso dell'analisi a livello fisiologico, morfologico, anatomico ed
ultrastrutturale di piante transgeniche mutate nella capacità di accumulare questa variante istonica,
hanno evidenziato invece un maggior ruolo funzionale di queste proteine istoniche, contribuendo
così a sostenere la nuova visione riportata in letteratura, delle proteine istoniche come regolatori
dell'espressione genica.
2) Resistenza di tessuti vegetali a stress abiotici
Questo filone raggruppa le indagini riguardanti piu' in generale i meccanismi di protezione a
livello cellulare e tissutale. Questi studi sono stati condotti su differenti sistemi vegetali e diversi
tessuti: Pisum sativum L, (meristemi radicali), Solanum tuberosum L. (cellule in coltura), Quercus
pubescens Will. e Fraxinus ornus L. (radice). I risultati ottenuti hanno portato all'individuazione di
proteine citoplasmatiche che potrebbero svolgere un ruolo protettivo nei rispettivi compartimenti
cellulari. La sintesi e la degradazione di queste proteine si dimostra essere correlata con l’inizio e la
fine di una fase di disidratazione cellulare. Lavori di tipo biochimico e di biologia molecolare hanno
indagato la natura chimico-fisica di queste proteine. Alcune delle proteine sono rimaste sconosciute
mentre altre hanno mostrato di possedere caratteristiche simili a quelle possedute dalle deidrine, le
quali sono già state ripetutamente indicate come possibili responsabili dell’acquisizione di caratteri
di resistenza al disseccamento. In questi studi, sono stati fatti dei tentativi per comprendere anche le
modalità di regolazione dell’accumulo e della degradazione di queste particolari proteine. I lavori
più recenti presentano l’ipotesi che le deidrine possano avere un’azione protettiva su altre molecole
e sulle strutture cellulari agendo come chaperonine.
Nel caso specifico delle due specie arboree Quercus pubescens Will. e Fraxinus ornus L,
sono stati esaminati i meccanismi di risposta attivati nella radice di giovani piantine, sottoposte a
condizioni di stress idrico e fuoco, due condizioni spesso concomitanti negli ambienti mediterranei.
I risultati di tali studi hanno evidenziato che la radice presenta meccanismi di resistenza allo stress
idrico e al disturbo da fuoco, indispensabili al recupero e alla rigenerazione della pianta intera.
3) Uso di Biotecnologie vegetali per l'individuazione e l'analisi dei fattori di tolleranza a condizioni
di stress abiotici
Le attività di ricerca che hanno previsto l'acquisizione e l'applicazione delle moderne
biotecnologie sono quelle legate all'analisi biochimica e morfologica delle cellule di patata in
cultura liquida, e all'ottenimento di piante di pomodoro transgenico.
Nel caso della patata, l’utilizzo di cellule in cultura liquida rispetto alle piantine intere, ha
permesso l'analisi della riposta cellulare a condizioni di deficit idrico senza l’interferenza di scambi
idrici tra cellule componenti di uno stesso tessuto. I risultati ottenuti da tali studi confermano che
anche le cellule vegetali isolate si adattano ad una condizione idrica limitante rallentando il proprio
metabolismo (proliferazione e respirazione) e sintetizzando molecole a funzione protettiva (prolina
e deidrine). Sono state, inoltre, individuate diverse proteine che aumentano nelle cellule che si
trovano in condizioni di basso potenziale idrico attualmente in fase di sequenziamento
aminoacidico.
Nel caso del pomodoro, biotecnologie vegetali, quali la manipolazione del DNA, la
trasformazione mediata dall'Agrobcaterium t. e la rigenerazione in vitro, sono state utilizzate per
l'ottenimento di mutanti incapaci di accumulare una variante dell'istone H1 in condizioni di stress
idrico. Le piante transgeniche ottenute da questi esperimenti sono attualmente utilizzate come
sistema di analisi per la comprensione della funzione della variante istonica H1-S e dei fattori
genetici che questa proteina potrebbe regolare. Infatti, i risultati ottenuti dall'analisi fisiologica e
morfologica di questi mutanti a condizioni di deficit idric,o sembrano sostenere il ruolo
multifunzionale che una variante istonica potrebbe svolgere mediante la modulazione
dell'espressione genica.
Sulla base di questi risultati, con l'obiettivo di identificare i fattori genetici regolati da H1-S la cui
espressione potrebbe essere un importante requisito per la tolleranza, approcci ad ampio spettro di
indagine quali l’analisi dei cDNA AFLPs (cDNA Amplified fragment lenght polymorfisms) e
quella del proteoma sono attualmente in uso per lo studio delle piante transegniche antisenso,
incapaci di sintetizzare la variante istonica H1-S.
Stress meccanico
Lo stress meccanico rappresenta una condizione ambientale molto frequente negli ambienti
mediterranei, di collina e submontani, soprattutto sui versanti acclivi e nelle aree soggette a
fenomeni di dissesto. Tale condizione può compromettere le normali funzioni della pianta e incidere
significativamente sulla sua stabilità e sulla sua capacità di consolidamento del versante.
Le conoscenze dei meccanismi coinvolti nella risposta della radice delle piante arboree e arbustive
agli stress meccanici rappresentano un importante e complesso argomento della biologia vegetale
con potenziali implicazioni economiche e ambientali. E’ noto che le piante hanno sviluppato
complessi sistemi di percezione e trasduzione delle perturbazioni meccaniche che inducono una
serie di risposte sintetizzate con il termine tigmomorfogenesi, e che sono probabilmente coinvolte
nel miglioramento dell’ancoraggio.
I meccanismi che regolano la tigmomorfogenesi, sono stati estensivamente studiati nel fusto con
particolare attenzione al ruolo degli ormoni e ai fattori coinvolti nella formazione del legno di
reazione.
Nonostante il ruolo fondamentale della radice nell’ancoraggio della pianta al substrato, a causa delle
difficoltà “pratiche” nell’analisi ed estrazione del materiale vegetale in campo, gli studi relativi alla
risposta della radice agli stress meccanici sono molto scarsi e poche sono le conoscenze finora
riportate.
Lo studio dei meccanismi di risposta delle piante a condizioni di stress meccanico interessa in
particolare la radice di specie legnose del mediterraneo arboree (Quercus ilex L, Quercus pubescens
Willd, Fraxinus ornus L., Populus ssp.) e arbustive (Spartium junceum L., Cardopatum
corymbosum L.). Tali studi coinvolgono attività di ricerca in campo, in laboratorio e in vivaio, e
analisi a livello morfologico, anatomico, biomeccanico, fisiologico, biochimico e molecolare.
Osservazioni in campo sulla morfologia e architettura degli apparati radicali di specie
autoctone (Spartium juncem L ., Fraxinus ornus L, Quercus cerris L,) ampiamente diffuse in aree
acclivi, hanno evidenziato lo sviluppo di un particolare tipo di apparato radicale che meglio
distribuisce i carichi imposti dalla condizione di pendenza . Sulla base di questi risultati le indagini
sono state estese alle caratteristiche anatomiche e biomeccaniche al fine di comprendere se la
risposta alla pendenza coinvolge alterazioni delle proprietà meccaniche delle radici e se le radici
svolgono un ruolo diverso in base alla loro topologia. I risultati ottenuti, hanno evidenziato una
netta asimmetria sia della distribuzione spaziale delle radici laterali che delle loro proprietà
biomeccaniche. Questa asimmetria non è stata riscontrata nelle piante cresciute in condizioni di
piano, portando quindi ad ipotizzare che sia una riposta della pianta all’esigenza di ottimizzare
l’ancoraggio al suolo in condizioni di pendenza.
La necessità di analizzare lo sviluppo del sistema radicale in condizioni di pendenza,
insieme agli interessi verso l'individuazione dei fattori genetici coinvolti nella riposta della radice a
tale condizione ambientale, hanno portato a cercare un sistema sperimentale che riproponesse in
condizioni controllate il comportamento osservato in campo. Studi in questo senso hanno portato
all'individuazione della ginestra allevata in serra, come sistema che risponde ai requisisti temporali
e scientifici, di questa ricerca.
Tale scelta risulta motivata: a) dall'ampia distribuzione della specie in molte aree del bacino
mediterraneo; b) dalle osservazioni in campo che evidenziano alterazioni della morfologia e
dell'architettura radicale in risposta allo stress meccanico in condizioni di pendenza; c) l'analisi
dello sviluppo degli apparati radicali di ginestra allevata da seme in serra in condizioni di pendenza,
ha evidenziato che la pianta percepisce e risponde alla condizione di stress precocemente (3 mesi)
alterando lo sviluppo del proprio apparato radicale e mostrando morfologie ed architetture simili a
quelle osservate nelle piante più adulte in campo; d) dall'appartenenza di tale specie alla stessa
famiglia della specie Medicago truncatula Gaertner di cui è disponibile un'ampia banca dati di
sequenze EST (http//www.ncbi.nlm.nih.goventrezquery.fcgi) e di mappe proteomiche.
Analisi a livello molecolare e biochimico mediante l'uso di approcci ad ampio spettro (cDNA
AFLP, RT-PCR e Proteomica) ha permesso di identificare alcuni possibili fattori genetici che
regolano la risposta delle radici a condizione di stress e che potrebbero essere utilizzati nei
programmi di miglioramento genetico di specie di importanza agronomica e forestale che spesso si
trovano in condizioni di stress meccanico. Nonostante il riconoscimento dell'importanza dei risultati
ottenuti, i limiti dell'individuazione di un più ampio numero fattori genetici, legati all’assenza di
una bancadati di riferimento per lo Spartium j., hanno portato all’utilizzo del pioppo nero (Populus
nigra L.) il cui genoma è ad oggi interamente sequenziato, come sistema modello per gli studi sui
meccanismi di risposta della radice a stress meccanico a livello molecolare.
Recentemente è stato messo a punto un sistema sperimentale in cui il fittone di piantine di
pioppo (Populus nigra L.) di circa 1 anno, ottenute da seme, è stato sottoposto a stress meccanico
mediante “bending” ossia il piegamento ad angolo retto mediante l’uso di un supporto metallico. I
risultati finora ottenuti hanno evidenziato alterazioni nell’organizzazione anatomica, nelle
caratteristiche biomeccaniche (alterazioni della sintesi e accumulo della lignina), nello sviluppo
delle radici laterali e nell’espressione di un significativo numero di geni indotti da condizioni di
stress, regolatori del metabolismo e del signal transduction pathway. Inoltre, è stato osservato che
tre regioni del fittone (la regione della curvatura, quella superiore e quella inferiore) rispondono in
modo diverso alla condizione di stress, indicando l’esistenza di una complessa, e finemente
regolata, rete di segnalazione che controlla alterazioni “differenziali” nelle tre diverse regioni della
radice.
Si potrebbe, quindi, ipotizzare l'esistenza di un signal transduction pathway tra le tre zone e che in
risposta a condizioni di stress meccanico, il cambio dà origine al legno di reazione (nella regione di
massimo, curvatura) e a radici laterali (sotto e sopra la regione di massimo stress).
Parallelamente sono in corso indagini sulla morfologia ed architettura dell’apparato radicale di altre
specie arboree allevate da seme in vivaio in condizioni di pendenza. Il risvolto applicativo di tale
attività è quello di utilizzare le informazioni ottenute da questi studi al fine di razionalizzare i piani
di gestione e di riforestazione di aree soggette a fenomeni di dissesto.
Stress da metalli pesanti
La decontaminazione o la stabilizzazione in situ di suoli degradati con piante e
microrganismi associati, rispetto ai tradizionali sistemi basati su reazioni chimiche, offrono diversi
vantaggi: basso impatto ambientale, bassi costi di realizzazione, produzione di biomassa, elevata
valenza paesaggistica, nessuna manodopera specializzata. Potenzialmente la fitodepurazione può
essere utilizzata per tutti i contaminanti inorganici e per diverse categorie di contaminanti organici.
Il destino di quest'ultimi nel terreno dipende in gran parte dalla loro lipofilicità. I composti idrofilici
che hanno scarsa affinità per le membrane cellulari, e quindi difficilmente assorbiti dalle radici,
sono molto solubili in acqua e facilmente diffusi nel terreno e nelle falde. La capacità inquinante di
questi composti può essere ridotta soltanto mediante degradazione operata da essudati radicali e
microrganismi della rizosfera, oppure per adsorbimento sulle pareti esterne della radice. I composti
organici moderatamente idrofobici, che non sono legati strettamente alla matrice solida del terreno,
possono essere assorbiti e metabolizzati dalle piante, e poi volatilizzati od incorporati nei tessuti
vegetali. A differenza dei meccanismi che prevedono degradazione delle sostanze, in questo caso la
massa vegetale e di contaminanti (tipicamente metalli pesanti) devono essere mandati al riciclo. La
tecnica concentra i contaminanti e lascia una minore massa di materiale che deve essere trattato.
L'aumento della copertura arborea offre soluzioni a basso costo ed efficaci per risanare ambienti
degradati ed aree inquinate. Il recupero d'ex aree industriali e discariche urbane in Europa potrebbe
essere ottenuto mediante consistenti piantagioni arboree. È stato proposto che le piantagioni arboree
specializzate possono risolvere la questione della contaminazione del suolo, sia attraverso
l'estrazione o l'immobilizzazione. In particolare, è evidente che l'eliminazione di metalli pesanti,
come il cadmio, possa essere ottenuta usando cedui a breve rotazione con cloni di Populus o Salix
per la fitoestrazione. Altre specie arboree (Quercus, ecc.) governate a ceduo possono essere indicate
per la fitostabilizzazione di terreni variamente contaminati, laddove per motivi pedo-climatici non è
possibile utilizzare specie a rapido accrescimento.
In ogni caso, nonostante il rilevante numero d'esperimenti in campo e laboratorio, si rileva ancora
una reale mancanza d'evidenze a supporto della selezione dei diversi genotipi e mancano
completamente notizie sulle risposte agli stress da metalli pesanti in specie arboree tipiche degli
ambienti collinari e montani. Le specie forestali con basso impatto sulla catena alimentare, rapido
accrescimento (se allevate a ceduo) ed apparato radicale esteso rappresentano buoni candidati nel
fitorisanamento e/o la fitostabilizzazione, e possono essere abbinate alla produzione di biomassa per
scopi energetici (energia rinnovabile). L'approccio che si prefigge questa ricerca è di tipo
multidisciplinare e integra tecniche molecolari, botaniche e agronomiche, con lo scopo di esplorare
in ambiente controllato la risposta della pianta al contaminante (cadmio), verificare la capacità
d'intercettazione del metallo, cercare polimorfismi in geni utili per il firorisanamento, studiare la
rizosfera nel sistema contaminato, selezionare genotipi specifici e ecotipi autoctoni da impiegare in
eventuali programmi di fitorisanamento e/o la fitostabilizzazione.
In particolare lo studio, di recente attivazione, è rivolto a valutare la capacità detossificante di due
diversi cloni di pioppo (Populus deltoides cv Lux e Populus nigra cv Nigra poli ) e una specie
legnosa autoctona (Quercus pubescens L.). A tal fine sono in corso analisi a livello ecofisiologico,
morfologico, anatomico e bio-molecolare.
Biologia del seme e caratterizzazione e conservazione della biodiversità vegetale.
Le attività di ricerca inerenti la biologia del seme, prendono l’avvio con lo studio di alcuni aspetti
della fisiologia della germinazione, come l'attivazione della proliferazione cellulare e i fattori
coinvolti nella transizione G0-G1, e l’approfondimento delle tematiche relative alla maturazione
dell’embrione e alle proteine accumulate del nucleo durante la disidratazione del seme.
Successivamente, per rispondere alle sempre più impellenti richieste di “limitare” l’attuale processo
di erosione genetica, le attività di questa linea di ricerca sulla biologia del seme, sono state estese
alla “biologia della conservazione”. Infatti accanto agli studi sulla maturazione e germinazione del
seme, sono iniziate attività di ricerca rivolte al recupero, caratterizzazione e valorizzazione del
germoplasma di specie autoctone di interesse agro-alimentare e alla conservazione e propagazione
di specie spontanee a rischio di estinzione. Nell’ambito delle attività di conservazione ex situ della
Banca del Germoplasma del Molise, di cui la Prof.ssa Scippa è responsabile, e del Giardino della
Flora Appenninica di Capracotta (IS), di cui la Prof.ssa Scippa è direttore scientifico, è stata avviata
un’intensa azione di recupero di numerose varietà ed ecotipi autoctoni della Regione Molise di
interesse agro-forestale, specie spontanee minacciate e di specie autoctone utili per il recupero
ambientale
In particolare, è stata realizzata una caratterizzazione completa, mediante analisi morfologiche,
fisiologiche e molecolari di due importanti ecotipi autoctoni di lenticchia . Tale caratterizzazione
ha evidenziato che i due ecotipi autoctoni si distinguono morfologicamente e geneticamente dalle
comuni varietà commerciali (tra cui quella di Castelluccio di Norcia dotata di marchio IGP). Inoltre,
grazie all’utilizzo di un approccio innovativo, quale la proteomica, sono stati identificati “i
marcatori” che distinguono gli ecotipi autoctoni dalle varietà commerciali.
Accanto agli studi sulle leguminose autoctone sono in corso una serie di attività di ricerca in
laboratorio, in campo e in vivaio sulla biologia dei semi delle specie raccolte (ad esempio Genziana
lutea L., Juniperis communis L., Taxus baccata L., Ruscus aculeatus L.), con l’obiettivo finale di
identificare quali sono le migliori condizioni di conservazione a lungo termine e quelle che ne
favoriscono la germinazione e la propagazione ex situ.