Comunità microbiche acquatiche e terrestri: dallo studio dell’ecologia microbica al biorisanamento
Le comunità microbiche dei diversi ambienti hanno un inestimabile potenziale biotecnologico ancora inesplorato, pertanto le nostre ricerche in questo settore hanno rivelato aspetti peculiari di notevole interesse per le conoscenze di base e applicate. Le attività di ricerca, basate in larga parte su tecniche molecolari, interessano le comunità microbiche associate a suolo ed acqua marina, lacustre e di falda, in siti naturali e contaminati da idrocarburi, xenobiotici clorurati, Arsenico e metalli pesanti. Ceppi batterici peculiari individuati nei diversi ambienti vengono utilizzati per sviluppare processi innovativi di decontaminazione di suoli, acque di falda e reflui industriali.

Diversità ed ecologia microbica in associazioni simbiotiche con l’uomo e gli animali
Le ricerche mirano a dare un contributo alla comprensione dell'ecologia e della fisiologia delle associazioni simbiotiche tra microrganismi e animali, sia vertebrati che invertebrati. Una linea di ricerca riguarda lo studio dell’attività biochimica del microbiota intestinale su composti sia endogeni (acidi biliari, colesterolo, mucine) che esogeni (fibre alimentari, polifenoli) e la modulazione della composizione dell'ecosistema intestinale mediante somministrazione di probiotici, prebiotici e alimenti polifunzionali. Inoltre, una recente tematica di studio riguarda gli effetti delle nanoparticelle ingegnerizzate legate all'alimentazione sull'ecosistema intestinale. Un'altra linea di ricerca si propone di approfondire le conoscenze di base sulle relazioni stabilite tra microrganismi ed artropodi e di sviluppare strategie per il controllo degli insetti dannosi o vettori di malattie o per migliorare la salute di insetti utili, grazie allo sfruttamento del potenziale microbico associato all’insetto, nonché la possibilità di migliorare l’incremento ponderale di insetti edibili alimentati con rifiuti organici.

Batteri promotori della crescita delle piante 
I batteri che promuovono la crescita delle piante (PGP) sono una risorsa inestimabile per gli ecosistemi convenzionali ed estremi. In particolare, nei terreni sottoposti a siccità, stress salino e presenza di contaminanti organici e inorganici, i batteri PGP svolgono un ruolo importante contro la desertificazione, mentre in terreni contaminati possono contribuire a migliorare l'efficacia delle tecnologie di fito-rizo risanamento. La ricerca intende i) caratterizzare la comunità microbica associata alla rizosfera di piante di interesse, ii) isolare ceppi batterici e valutare in vitro e in vivo il potenziale di promozione della crescita delle piante, anche in condizioni di stress idrico, salino e nei siti contaminati.

Microbiologia dei beni culturali e prevenzione della formazione dei biofilm
La ricerca sui beni culturali include lo studio del biodeterioramento dei seguenti materiali: pietra, affreschi, polimeri sintetici e carta. Inoltre è oggetto di studio la qualità dell’aria sia in ambienti confinati sia esterni. Un ulteriore argomento è la biorimozione di composti indesideratai dalla superficie dei beni culturali (biorestauro). La ricerca sul biofilm riguarda la crescita sessile di batteri e funghi alle interfacce solido/liquido e aria/solido. Leggi sempre più restrittive limitano l’uso di sostanze biocide pericolose per la salute dell’uomo e dell’ambiente, pertanto vengono cercare e valutate sostanze non tossiche ed environmentally-friendly prodotte da organismi (es. acido zosterico da Zostera marina) che interferiscono con l’adesione microbica e la comunicazione intercellulare.

Patologia vegetale
Le ricerche sono focalizzate sulle malattie fungine e batteriche delle piante agrarie, in pre e post raccolta, forestali e dell’arredo urbano. Oltre agli studi relativi alla variabilità genetica delle popolazioni dei patogeni e alla loro riproduzione, viene indagata la dinamica delle malattie per razionalizzare l’impiego dei mezzi di difesa e la resistenza ai fungicidi. In questo ambito viene valutata l’attività biologica di fungicidi di sintesi e di molecole naturali, prodotte da piante o microrganismi, nonché l’individuazione e l’utilizzo di microrganismi competitori o produttori di sostanze biologicamente attive nei confronti dei patogeni da impiegare per la lotta biologica.

Gestione integrata degli insetti delle derrate
Diversi aspetti della biologia e del controllo degli insetti delle derrate sono oggetto di ricerca: identificazione di repellenti naturali per insetti delle derrate e valutazione della loro attività; suscettibilità di differenti linee di mais all’attacco di  insetti del post-raccolta; è studiata la suscettibilità di foglie essiccate di Moringa oleifera all’attacco dei principali insetti dei vegetali essiccati; identificazione del feromone sessuale di Idaea inquinata femminile per la messa a punto di trappole per il monitoraggio di questo insetto mimetico con l’ambiente; semola e pasta provenienti da industrie che attuano il controllo biologico sono analizzati mediante filth test, per verificare l’eventuale presenza di predatori e parassitoidi o loro frammenti; è indagata la competizione tra Idaea inquinata e Lepidotteri Piralidi; sono in corso ricerche sulla simbiosi con microrganismi di Plodia interpunctella.

Gestione integrata dei fitofagi delle colture agrarie e forestali
L’attività di ricerca riguarda lo sviluppo di tecniche di lotta integrata (IPM) per le coltivazioni e per l’apicoltura, al fine di migliorare il loro ruolo ecologico e la sostenibilità. Vengono considerate sia specie esotiche invasive che autoctone. I principali ambiti di interesse riguardano: 1) l’approfondimento delle interazioni delle specie esotiche con gli habitat neocolonizzati e con le piante ospiti, 2) lo studio delle interferenze antropiche sulle api e sugli insetti dannosi, 3) lo sviluppo di tecniche di campionamento, di pratiche di gestione ambientale, o di lotta, 4) la ricerca di agenti di controllo biologico finalizzata all’approfondimento della loro biologia ed ecologia, allo sviluppo di metodi di allevamento e protocolli di utilizzo, 5) lo sviluppo di modelli matematici per la simulazione del ciclo di sviluppo.
Tutti gli studi sono finalizzati ad approfondire le conoscenze sulle dinamiche di popolazione, a valutare le strategie di gestione integrata e a fornire supporto ai coltivatori, ai tecnici e ai legislatori.

Insetti per la bioconversione dei rifiuti organici in proteine per l’alimentazione animale
Recente è l’interesse nei confronti degli insetti quale fonte proteica sostenibile alternativa a quelle convenzionali per l’uomo e per gli animali. Gli insetti hanno un elevato indice di conversione, minori necessità in termini di energia, acqua e spazio per l’allevamento, e contribuiscono minimamente all’emissione di gas. Infine, possono essere allevati su diversi sottoprodotti o scarti alimentari trasformandoli in biomassa ricca di proteine e nutrienti adatti per la nutrizione umana/animale.
In tale contesto, l’attività di ricerca riguarda la standardizzazione dell’allevamento di insetti (ad es. Hermetia illucens), alimentati con diversi scarti organici o sottoprodotti industriali. Vengono valutate le performance bioetologiche delle specie, nonché la loro capacità nella riduzione degli scarti e i valori nutrizionali delle farine di insetto. Infine, si sta indagando la possibilità di sfruttare il potenziale microbico associato agli artropodi per migliorare l’incremento ponderale degli insetti edibili ai fini di utilizzarli come fonte di proteine ad alto valore per l'alimentazione animale.

Biodiversità e cambiamenti climatici
I macroinvertebrati sono considerati bioindicatori di qualità ambientale in habitat terrestre ed acquatico, dai torrenti glaciali ai fiumi mediterranei, dai laghi alpini alle pozze salmastre, passando da ecosistemi naturali come gli ambienti umidi ad agroecosistemi come le risaie. Le nostre ricerche hanno come obiettivo la biodiversità in ecosistemi naturali ed in agroecosistemi. L’esperienza acquisita nell’identificazione dei macroinvertebrati acquatici e terrestri è utilizzata per monitorare le modifiche degli ecosistemi dovute alle pratiche agricole, nonché gli effetti dovuti ai cambiamenti climatici e al riscaldamento globale. I determinanti naturali e antropici della biodiversità sono studiati con diverso livello di integrazione biologica, dal livello di popolazione a quello paesaggistico, per analizzare l’influenza della gestione sulla struttura dell’habitat e sulla diversità dei macroinvertebrati.

Patrimonio rurale e sviluppo sostenibile dei sistemi agroambientali
La ricerca affronta il tema del patrimonio rurale nella sua complessità di bene culturale e territoriale, declinandola dal punto di vista del progetto del nuovo e del recupero (alla scala locale dell’architettura rurale e del paesaggio), della pianificazione (dal punto di vista urbanistico e normativo, come sostenibilità degli strumenti di governo del territorio rispetto allo sviluppo della filiera agroalimentare) e della gestione delle risorse culturali prodotte dall’agricoltura (dai parametri per riconoscere e valutare il bene, alla tutela del suolo agricolo e dei sistemi zootecnici alpini nei loro aspetti tecnico-scientifici e socio-culturali).