I tre curricula di ricerca del dottorato affrontano argomenti scientifici di base nel settore agrario per ottenere risultati utili all’ammodernamento del comparto primario, sia sotto l’aspetto tecnologico sia rispetto a nuove esigenze espresse dalla collettività (quali la sicurezza e la qualità degli alimenti per l’uomo e la coesistenza di moderne attività agricole con ambienti rurali non degradati). Il raccordo tra i tre curricula è il comune approfondimento di tipo biologico delle tematiche scientifiche di ambito agrario e il comune approccio di ricerca di tipo biotecnologico e di analisi molecolare.

Il percorso formativo consentirà di far sviluppare ai dottorandi la capacità critica nell’analizzare i temi di ricerca e nell’individuare strumenti metodologici e concettuali utili alla risoluzione dei problemi. Un altro importante obiettivo è l’acquisizione di operatività per quanto riguarda attrezzature e protocolli necessari allo svolgimento della ricerca, sempre curando che lo studente realizzi una buona comprensione delle basi teoriche cui si rifanno strumenti e metodi scientifici. Inoltre, i dottorandi acquisiranno abilità d'uso degli strumenti informatici con particolare riferimento a quelli utili per la moderna ricerca bibliografica ed a quelli connessi alle più innovative tecniche statistiche di elaborazione dei dati. Infine, i dottorandi dovranno disporre di una adeguata conoscenza della lingua inglese.

BIOLOGIA E PRODUZIONE VEGETALE
Il curriculum prende in esame il genoma e la fisiologia delle piante, l’interazione con l'ambiente e le tecniche di coltivazione, al fine di garantire la produttività e la qualità delle produzioni agrarie inquadrate nel contesto di una agricoltura sostenibile, innovativa-digitale e resiliente.
Nell’area della biologia vegetale si studiano gli effetti di stress biotici e abiotici sulle piante. In particolare, si determinano parametri biochimici e morfologici per valutare lo stato fisiologico di piante di ambienti naturali o allevate in condizioni controllate. Si studia inoltre la sintesi di metaboliti secondari e di vescicole extracellulari in colture cellulari in vitro dopo induzione con elicitori biochimici o fisici, valutando le possibili applicazioni nell’ambito agronomico e biomedico.
Nell’area della nutrizione delle piante si indaga: l’adattamento dei meccanismi coinvolti nell’acquisizione di nutrienti dal terreno a seguito di stress biotici e abiotici in piante coltivate; la risposta a modulatori della nutrizione e crescita vegetale (quali fertilizzanti, fitofarmaci, microrganismi, biostimolanti); l’effetto delle comunità microbiche del suolo e il loro ruolo nei processi rizosferici.
Nell’area della genetica e della genomica si persegue il miglioramento quanti-qualitativo delle colture combinando elementi di ricerca di base e applicativi, tra cui: l’indagine delle proprietà strutturali e funzionali dei genomi vegetali, lo studio di espressione genica per indagare geni responsabili di caratteri agronomici e qualitativi di piante coltivate, l’identificazione di marcatori genetici associati a tratti desiderati, il loro utilizzo per la mappatura genica e per le applicazioni di miglioramento genetico mediante selezione, l’impiego e sviluppo di tecniche di trasformazione genetica quali la transgenesi, la cisgenesi e l’editing genomico, l’utilizzo del sequenziamento del DNA nell’indagine del potenziale effetto di comunità microbiche del suolo sulla produttività vegetale ed infine lo sviluppo di nuovi strumenti informatici per l’indagine genotipica e fenotipica in campo agrario.
Nell’ambito delle piante arboree, vengono indagate le risposte della pianta a stress abiotici e biotici, nonché le basi dello sviluppo, della fenologia e della produzione, sia dal punto di vista eco-fisiologico che molecolare. Si conducono, inoltre, studi legati al miglioramento genetico delle piante per ottimizzarne la produttività e la resistenza agli stress.
Nell’area dell’agronomia viene indagato l'effetto delle pratiche agricole e delle loro interazioni con l'agroecosistema su produttività e sostenibilità delle colture agrarie. Vengono condotti screening varietali, viene valutato l'effetto della diversificazione delle colture, in particolare proteiche, o di pratiche innovative quali il sovescio e la consociazione, l'uso di biostimolanti e di fertilizzanti innovativi (sia organici che minerali) e dei fattori produttivi, al fine di migliorarne l’efficienza d’uso, minimizzando l’impatto che questi possono causare all’ambiente.
Gli studi vengono condotti in ambienti diversi sia dal punto di vista della localizzazione (quindi della variabilità pedoclimatica) sia dal punto di vista del controllo dei parametri di crescita, dagli ambienti controllati a quelli di pieno campo.

BIOLOGIA E ALLEVAMENTO ANIMALE
Il curriculum tratta tematiche legate a biodiversità e genetica, anatomia e fisio-patologia, fisiologia, alimentazione e nutrizione, gestione, salute e benessere degli animali da reddito, d’affezione e sportivi e selvatici.
Per quanto riguarda gli animali da reddito le attività di ricerca mirano a implementare e innovare i processi produttivi, migliorare la qualità dei prodotti e aumentare la sostenibilità ambientale, sociale ed economica dell’allevamento, proponendo e studiando tecniche innovative di gestione degli animali e utilizzando nel contempo metodi scientifici avanzati basati su biotecnologie, tecnologie di precisione e approcci one-health.
Per gli animali d’affezione e sportivi sono proposte tematiche di ricerca che riguardano la relazione uomo-animale, gli aspetti fisiologici, nutrizionali e patologici nonché la loro educazione e istruzione.
Gli studi relativi alla fauna riguardano da un lato la biologia e la tutela e dall’altro la convivenza tra animali selvatici e attività agro-zootecniche (predazioni, competizione trofica, danni all’agricoltura, zoonosi).
L’attività sperimentale svolta con gli animali viene effettuata nel rigoroso rispetto delle norme per la tutela del benessere animale e si avvale di stabulari per grandi animali e di impianti per l’acquacoltura appositamente autorizzati dal Ministero della Salute. Il dottorando ha la possibilità di svolgere le attività di ricerca anche presso strutture esterne all’Ateneo, spesso in collaborazione con enti e organizzazioni che operano sul territorio e provviste di tecnologie che consentono il rilevamento in continuo di dati produttivi, comportamentali o riproduttivi. All’attività sperimentale in vivo si affianca la possibilità di effettuare valutazioni in vitro usufruendo di laboratori attrezzati con strumentazioni in grado di simulare i processi digestivi e metabolici e attrezzature dedicate per svolgere analisi su campioni biologici prelevati da animali.

BIOLOGIA DEI PATOGENI E DIFESA DEI VEGETALI
Il curriculum si concentra su argomenti chiave della moderna ricerca in agricoltura e silvicoltura e sulle questioni di biologia applicata ad esse collegate che riguardano la salute delle piante e gli artropodi associati alle piante (come gli impollinatori). Vengono affrontate le problematiche molecolari, fisiologiche, colturali e ambientali poste da funghi, batteri, virus, insetti e altri artropodi, mirando alla comprensione delle loro caratteristiche biologiche e dell'interazione con il/i loro ospite/i nell'ambiente naturale e negli agro-ecosistemi.
Gli studi affrontati nell’ambito del curriculum riguardano, inoltre, le metodologie per il controllo di malattie e parassiti in una prospettiva ecosostenibile, nonché lo studio dei tratti epidemiologici della diffusione di fitopatie e malattie delle api di rilevanza economica. L'implementazione e lo sviluppo di nuovi metodi con lo sfruttamento di soluzioni biotecnologiche, strumenti di nuova generazione per l'analisi delle informazioni genetiche e fenotipiche, nonché analisi di big data assistite da computer, è incoraggiata come componente significativa del programma di formazione alla ricerca.