La natura calcarea di circa un terzo della superficie terrestre è causa di clorosi ferrica in numerose piante coltivate, ivi compresi i vigneti (Chen and Barak, 1982). Il danno economico che ne consegue è elevato e si traduce principalmente in un calo della resa e della qualità del prodotto finale. L’uso di portainnesti tolleranti potrebbe rappresentare una valida soluzione tra le strategie agronomiche per la cura e la prevenzione della clorosi. Con lo scopo di identificare tratti di tolleranza utilizzabili in programmi di miglioramento genetico, sono stati considerati due portainnesti di Vitis noti per il diverso grado di tolleranza alla clorosi (M1, tollerante e 101.14, suscettibile) allevati in coltura idroponica in presenza (+Fe) o in assenza (-Fe) di Fe(III)-NaEDTA, con NaHCO3 aggiunto alla condizione +Fe (+FeBic). Inizialmente è stato valutato a livello fogliare, la capacità di scambio gassoso e la conduttanza stomatica. Dopo mineralizzazione di radici e foglie è stato dosato il contenuto di macro- e microelementi tramite ICP-MS. In generale, M1 allevato in +FeBic non manifestava anomalie rispetto al controllo, mentre in 101.14 la presenza di bicarbonato esercitava gli stessi effetti sui parametri analizzati della condizione –Fe ed entrambi si distinguevano dal +Fe. Attraverso dosaggio spettrofotometrico e western blotting sono stati anche analizzati i principali meccanismi indotti dalla Fe carenza in piante a Strategia I (FC-R, H+-ATPasi, IRT1, PEPC), ed alcuni enzimi della glicolisi e della via dei pentoso fosfati. In radici di M1 si segnalava un significativo incremento delle attività testate, mentre 101.14 esibiva scarsa attivazione della strategia I in tutte le condizioni di crescita. In M1 l’uso di anticorpo contro l’H+-ATPasi ha evidenziato in entrambe le condizioni di Fe carenza la comparsa di una seconda banda a PM inferiore a 105 kD, che attraverso analisi nHPLC-ESI-MS/MS è stata identificata come una forma di H+-ATPasi con possibile delezione dell'N terminale. Ulteriori approfondimenti mediante uso di anticorpi contro le estremità C e N terminali dell’H+-ATPasi e contro le proteine 14.3.3, hanno suggerito l’ipotesi secondo cui entrambe le estremità dell’H+-ATPasi siano coinvolte nella regolazione post-trascrizionale. In un suolo calcareo, l’attivazione dell’H+-ATPasi del plasmalemma di cellule radicali di portainnesto M1 potrebbe rappresentare un vantaggio adattativo che si realizza con l’aumento della solubilità (e quindi biodisponibilità) di Fe a seguito della riduzione del pH della rizosfera. Chen Y., Barak P (1982) Iron nutrition of plants in calcareous soil. Adv Agron 35:217-240 Lavoro realizzato con contributo Progetto AGER- SERRES 2010-2105

Meccanismi biochimici e fisiologici di tolleranza alla clorosi ferrica in portainnesti di vite / S. Donnini, P. De Nisi, B. Prinsi, G. Zocchi. ((Intervento presentato al 30. convegno Convegno Nazionale Società Italiana di Chimica Agraria tenutosi a Milano nel 2012.

Meccanismi biochimici e fisiologici di tolleranza alla clorosi ferrica in portainnesti di vite

S. Donnini;P. De Nisi;B. Prinsi;G. Zocchi
2012-09

Abstract

La natura calcarea di circa un terzo della superficie terrestre è causa di clorosi ferrica in numerose piante coltivate, ivi compresi i vigneti (Chen and Barak, 1982). Il danno economico che ne consegue è elevato e si traduce principalmente in un calo della resa e della qualità del prodotto finale. L’uso di portainnesti tolleranti potrebbe rappresentare una valida soluzione tra le strategie agronomiche per la cura e la prevenzione della clorosi. Con lo scopo di identificare tratti di tolleranza utilizzabili in programmi di miglioramento genetico, sono stati considerati due portainnesti di Vitis noti per il diverso grado di tolleranza alla clorosi (M1, tollerante e 101.14, suscettibile) allevati in coltura idroponica in presenza (+Fe) o in assenza (-Fe) di Fe(III)-NaEDTA, con NaHCO3 aggiunto alla condizione +Fe (+FeBic). Inizialmente è stato valutato a livello fogliare, la capacità di scambio gassoso e la conduttanza stomatica. Dopo mineralizzazione di radici e foglie è stato dosato il contenuto di macro- e microelementi tramite ICP-MS. In generale, M1 allevato in +FeBic non manifestava anomalie rispetto al controllo, mentre in 101.14 la presenza di bicarbonato esercitava gli stessi effetti sui parametri analizzati della condizione –Fe ed entrambi si distinguevano dal +Fe. Attraverso dosaggio spettrofotometrico e western blotting sono stati anche analizzati i principali meccanismi indotti dalla Fe carenza in piante a Strategia I (FC-R, H+-ATPasi, IRT1, PEPC), ed alcuni enzimi della glicolisi e della via dei pentoso fosfati. In radici di M1 si segnalava un significativo incremento delle attività testate, mentre 101.14 esibiva scarsa attivazione della strategia I in tutte le condizioni di crescita. In M1 l’uso di anticorpo contro l’H+-ATPasi ha evidenziato in entrambe le condizioni di Fe carenza la comparsa di una seconda banda a PM inferiore a 105 kD, che attraverso analisi nHPLC-ESI-MS/MS è stata identificata come una forma di H+-ATPasi con possibile delezione dell'N terminale. Ulteriori approfondimenti mediante uso di anticorpi contro le estremità C e N terminali dell’H+-ATPasi e contro le proteine 14.3.3, hanno suggerito l’ipotesi secondo cui entrambe le estremità dell’H+-ATPasi siano coinvolte nella regolazione post-trascrizionale. In un suolo calcareo, l’attivazione dell’H+-ATPasi del plasmalemma di cellule radicali di portainnesto M1 potrebbe rappresentare un vantaggio adattativo che si realizza con l’aumento della solubilità (e quindi biodisponibilità) di Fe a seguito della riduzione del pH della rizosfera. Chen Y., Barak P (1982) Iron nutrition of plants in calcareous soil. Adv Agron 35:217-240 Lavoro realizzato con contributo Progetto AGER- SERRES 2010-2105
ferro carenza, strategia I, Vitis spp.
Settore AGR/13 - Chimica Agraria
Meccanismi biochimici e fisiologici di tolleranza alla clorosi ferrica in portainnesti di vite / S. Donnini, P. De Nisi, B. Prinsi, G. Zocchi. ((Intervento presentato al 30. convegno Convegno Nazionale Società Italiana di Chimica Agraria tenutosi a Milano nel 2012.
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