Gli elementi in traccia comprendono sia micronutrienti essenziali richiesti per il normale sviluppo e la crescita ottimale delle piante, quali Fe, Zn, Cu e Mn, che possono tuttavia essere tossici se presenti in eccesso, sia metalli che non svolgono nessun ruolo all'interno delle cellule e che, quando presenti, sono tossici. Conseguentemente, le piante hanno evoluto un complesso network di meccanismi per controllare l'assunzione, l'accumulo, la traslocazione e la detossificazione dei metalli. Questi processi coinvolgono numerosi trasportatori appartenenti a diverse famiglie geniche, la cui attività risulta essere uno dei determinanti del valore nutrizionale e della qualità dei cibi, per gli aspetti relativi al contenuto in elementi essenziali e/o tossici. L'obiettivo di questa ricerca è studiare in piante di riso (Oryza sativa L. spp. Japonica cv. Roma) i meccanismi generali coinvolti nell'assunzione e nella distribuzione sistemica di alcuni micronutrienti (es. Zn) in relazione a elementi in traccia tossici (Cd) e in diverse condizioni di stress (diversa disponibilità di ossigeno a livello delle radici). Parte del lavoro ha riguardato la caratterizzazione in riso di alcuni membri della famiglia HMA (Heavy-Metal-transporting P1B-type ATPasi), ortologhi di alcuni trasportatori identificati in Arabidopsis come responsabili del caricamento xilematico di Zn, Cd e Cu. Le specificità di substrato e le cinetiche di trasporto di OsHMA2, OsHMA4 e OsHMA5 sono in corso di determinazione attraverso l'espressione eterologa in ceppi wild-type e mutanti di Saccharomyces cerevisiae. Parallelamente il livello di espressione dei geni codificanti per OsHMA2, OsHMA4 e OsHMA5, è stato valutato nelle radici di piante di riso allevate in idroponica nelle seguenti condizioni: 1) aumentando le concentrazioni esterne di Cd mantendo costanti quelle di Zn, e viceversa; 2) soluzioni idroponiche areate o stagnanti. La prima condizione è stata scelta allo scopo di evidenziare la presenza di meccanismi di distribuzione sistemica del Cd indipendenti dallo Zn; nelle stesse piante sono in corso di determinazione anche i livelli di Cd e Zn nel succo xilematico e nelle radici. Diversamente, la seconda condizione permette di ottenere informazioni sul contributo dei diversi trasportatori nel determinare il contenuto di elementi in traccia nelle parti aeree della pianta, che variano a seconda della diversa disponibilità di ossigeno a livello radicale. Questi ultimi aspetti sono diventati particolarmente rilevanti nelle ultime decadi quando l'aumento della scarsità dell'acqua ha reso necessario lo sviluppo di sistemi di allevamento del riso che richiedono meno acqua di quello tradizionale (irrigazione turnata, riso aerobico, anzichè sommersione, riso anaerobico) e influenzano la qualità della granella, specialmente in relazione al contenuto di elementi minerali essenziali e/o tossici.

Allocazione sistemica degli elementi in traccia in piante di riso / C. Lancilli, L. Fontanili, G. Lucchini, A. Ferri, G.A. Sacchi, F.F. Nocito. ((Intervento presentato al 30. convegno Nazionale SICA tenutosi a Milano nel 2012.

Allocazione sistemica degli elementi in traccia in piante di riso

C. Lancilli;L. Fontanili;G. Lucchini;A. Ferri;G.A. Sacchi
Penultimo
;
F.F. Nocito
2012

Abstract

Gli elementi in traccia comprendono sia micronutrienti essenziali richiesti per il normale sviluppo e la crescita ottimale delle piante, quali Fe, Zn, Cu e Mn, che possono tuttavia essere tossici se presenti in eccesso, sia metalli che non svolgono nessun ruolo all'interno delle cellule e che, quando presenti, sono tossici. Conseguentemente, le piante hanno evoluto un complesso network di meccanismi per controllare l'assunzione, l'accumulo, la traslocazione e la detossificazione dei metalli. Questi processi coinvolgono numerosi trasportatori appartenenti a diverse famiglie geniche, la cui attività risulta essere uno dei determinanti del valore nutrizionale e della qualità dei cibi, per gli aspetti relativi al contenuto in elementi essenziali e/o tossici. L'obiettivo di questa ricerca è studiare in piante di riso (Oryza sativa L. spp. Japonica cv. Roma) i meccanismi generali coinvolti nell'assunzione e nella distribuzione sistemica di alcuni micronutrienti (es. Zn) in relazione a elementi in traccia tossici (Cd) e in diverse condizioni di stress (diversa disponibilità di ossigeno a livello delle radici). Parte del lavoro ha riguardato la caratterizzazione in riso di alcuni membri della famiglia HMA (Heavy-Metal-transporting P1B-type ATPasi), ortologhi di alcuni trasportatori identificati in Arabidopsis come responsabili del caricamento xilematico di Zn, Cd e Cu. Le specificità di substrato e le cinetiche di trasporto di OsHMA2, OsHMA4 e OsHMA5 sono in corso di determinazione attraverso l'espressione eterologa in ceppi wild-type e mutanti di Saccharomyces cerevisiae. Parallelamente il livello di espressione dei geni codificanti per OsHMA2, OsHMA4 e OsHMA5, è stato valutato nelle radici di piante di riso allevate in idroponica nelle seguenti condizioni: 1) aumentando le concentrazioni esterne di Cd mantendo costanti quelle di Zn, e viceversa; 2) soluzioni idroponiche areate o stagnanti. La prima condizione è stata scelta allo scopo di evidenziare la presenza di meccanismi di distribuzione sistemica del Cd indipendenti dallo Zn; nelle stesse piante sono in corso di determinazione anche i livelli di Cd e Zn nel succo xilematico e nelle radici. Diversamente, la seconda condizione permette di ottenere informazioni sul contributo dei diversi trasportatori nel determinare il contenuto di elementi in traccia nelle parti aeree della pianta, che variano a seconda della diversa disponibilità di ossigeno a livello radicale. Questi ultimi aspetti sono diventati particolarmente rilevanti nelle ultime decadi quando l'aumento della scarsità dell'acqua ha reso necessario lo sviluppo di sistemi di allevamento del riso che richiedono meno acqua di quello tradizionale (irrigazione turnata, riso aerobico, anzichè sommersione, riso anaerobico) e influenzano la qualità della granella, specialmente in relazione al contenuto di elementi minerali essenziali e/o tossici.
Oryza sativa L.; elementi in traccia; HMA
Settore AGR/13 - Chimica Agraria
Allocazione sistemica degli elementi in traccia in piante di riso / C. Lancilli, L. Fontanili, G. Lucchini, A. Ferri, G.A. Sacchi, F.F. Nocito. ((Intervento presentato al 30. convegno Nazionale SICA tenutosi a Milano nel 2012.
Conference Object
File in questo prodotto:
Non ci sono file associati a questo prodotto.
Pubblicazioni consigliate

Caricamento pubblicazioni consigliate

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: http://hdl.handle.net/2434/231517
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus ND
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? ND
social impact