Discriminazione degli isotopi stabili dello zolfo in piante di riso esposte a cadmio

Lo zolfo svolge un ruolo essenziale nei processi di detossificazione cellulare del cadmio e nel controllo della sua distribuzione sistemica all’interno della pianta. L’esposizione a cadmio determina infatti una profonda alterazione del metabolismo dello zolfo che si manifesta con aumenti della capacità delle radici di assumere solfato dal mezzo di crescita e di assimilarlo in composti organici fondamentali nella chelazione e ritenzione radicale del cadmio, nonché nella mitigazione di stress ossidativi relazionati all’accumulo del metallo stesso. Recenti lavori svolti da questo gruppo di ricerca hanno mostrato che le radici delle piante di riso sono capaci di discriminare gli isotopi stabili dello zolfo, operando quindi frazionamenti isotopici (32S/34S) durante i processi di assorbimento del solfato. L’entità della discriminazione è funzione della condizione nutrizionale delle piante, riflette i rapporti relativi fra l’espressione di due trasportatori del solfato (OsSULTR1;1 e OsSULTR1;2) convolti nell’assorbimento del nutriente e tende a diminuire in condizioni di limitata disponibilità di solfato. Gli studi hanno inoltre dimostrato il potenziale dell’analisi 32S/34S nella caratterizzazione dei processi metabolici e molecolari coinvolti nell’acquisizione e nell’omeostasi dello zolfo, dal momento che la separazione degli isotopi stabili conserva la memoria delle attività fisiologiche e metaboliche che le hanno generate. Lo scopo del presente studio è quello di caratterizzare il frazionamento degli isotopi stabili dello zolfo durante l’acquisizione dello ione solfato, ai fini di costruire un modello dei flussi sistemici di zolfo (root-toshoot e shoot-to-root) utile a valutare i rapporti quantitativi esistenti fra l’assimilazione del solfato nelle radici e nelle porzioni aeree di piante di riso esposte a cadmio. L’assunzione di cadmio, infatti, inducendo un rapido accumulo di tioli non proteici nella radice, determina uno spostamento dei rapporti sourcesink relativi alle forme assimilate dello zolfo, che necessita di essere quantificato e meglio descritto.