Cambiamenti del metaboloma in risposta alla siccità e alla salinità in portinnesti di vite sensibili e resistenti

Benché la vite sia ritenuta una specie piuttosto resistente a stress quali siccità e salinità, negli ultimi anni, anche in virtù degli stravolgimenti globali del clima, sono aumentate le preoccupazioni circa le produzioni vitivinicole con particolare riferimento ad alcuni areali, quali il sud Italia. Relativamente a tali aspetti un ruolo centrale è giocato dai portinnesti (PI). Negli scorsi due secoli, però, per contrastare i crolli di raccolto avvenuti in Europa, la selezione di nuove varietà è stata guidata dalla necessità di avere PI resistenti alla Fillossera e solo marginalmente sono stati considerati altri tratti come capacità radicante e vigore. Per conseguenza, le linee comunemente impiegate mostrano parziale resistenza a stress ambientali, in particolare se legati al suolo. Esiste perciò grande interesse per quanto concerne la selezione di nuovi genotipi che garantiscano le produzioni in presenza di limitata disponibilità di acqua e di alte concentrazioni saline nella soluzione circolante. L'ottenimento di PI con queste caratteristiche presuppone un’ampia conoscenza dei meccanismi molecolari, biochimici e fisiologici legati ai tratti di resistenza a tali stress. A tal proposito, la vasta applicazione di approcci -omici, disponendo della sequenza del genoma di vite e ricorrendo alla crescente integrazione dei dati ottenuti, fornisce preziosi strumenti per lo studio delle complesse reti metaboliche coinvolte nella risposta a tali stress abiotici. Tra queste tecniche, nel corso degli ultimi anni stanno assumendo un ruolo sempre più rilevante approcci di tipo metabolomico che permettono di avere un'immagine dei livelli dei principali metaboliti cellulari e della loro evoluzione in funzione di determinate condizioni sperimentali. Oltre a fornire un riscontro più diretto - proprio perché a livello di metabolita - questi dati consolidano eventuali intuizioni emerse dall'analisi del trascrittoma e/o del proteoma. Lo scopo di questo lavoro di ricerca è stata l'analisi del metaboloma mediate Gas-Cromatografia associata alla Spettrometria di Massa (GC-MS) di foglie e radici di due portinnesti sottoposti a stress idrico e salino. Durante prove preliminari, questi due genotipi, 101.14 e M4, hanno dimostrato di avere un comportamento rispettivamente sensibile e resistente a questi stress. Tale diversa risposta è stata confermata attraverso il continuo monitoraggio dei parametri biochimici e fisiologici che ha anche contribuito alla definizione dell'estensione temporale degli esperimenti nonché delle fasi più significative su cui focalizzare lo studio. La constatazione che ad oggi in letteratura non siano riportati lavori di questo tipo in vite, ha comportato una fase preliminare di messa a punto delle metodiche di estrazione e derivatizzazione dei campioni che fossero adatte all'analisi GC-MS. Attraverso questo approccio, integrato dalla deconvoluzione degli spettri e dalla disponibilità di librerie costruite sulla base dei metodi GC-MS impiegati, è stato possibile individuare e quantificare più di 200 metaboliti polari non volatili (mono- e disaccaridi, acidi organici, amino acidi, alcoli, etc). Analisi statistiche quali PCA e PLS-DA, condotte su campioni prelevati al tempo finale dei trattamenti idrico e salino, hanno confermato il divergente comportamento dei PI, evidenziando anche tratti peculiari dei due stress in foglie e radici. Inoltre sono state determinate le variabili maggiormente discriminanti, che verranno poi investigate come putativi marker di resistenza. In particolare, è emersa la centralità in questo contesto del metabolismo di alcuni aminoacidi e dei principali acidi organici. Tali risultati sono inoltre stati contestualizzati in termini biochimici e discussi unitamente ai dati fisiologici parallelamente ottenuti. Ricerca finanziata dal Progetto AGER "Selection of new grape rootstocks resistant to abiotic stresses through the development and validation of physiological and molecular markers", pratica n°2010-2105.