Studio degli effetti della carenza di ferro sull’attività fotorespiratoria

Il Ferro (Fe) è un elemento essenziale per tutti gli organismi viventi come cofattore di vari processi biochimici quali fotosintesi, respirazione, sintesi del DNA. L'effetto più evidente della Fe-carenza nelle piante è una marcata clorosi causata dalla mancata sintesi di clorofilla, che può tradursi in limitazioni della fotosintesi e/o in fotoinibizione, nonché in una riduzione del tasso di assimilazione della CO2. In queste condizioni, la generazione di specie reattive dell'O2 (ROS) può indurre stress ossidativo e danni al fotosistema II (PSII) e, a volte, al fotosistema I (PSI). La fotorespirazione può essere considerata come un ciclo operante tra cloroplasti, perossisomi, mitocondri e citosol, che contribuisce a proteggere le piante da fotoinibizione e accumulo eccessivo di ROS. Nella parte iniziale del lavoro, piante di Cucumis sativus L. sono state allevate a diversa biodisponibilità di Fe nel tempo, per studiare l’eventuale relazione tra Fe-carenza e attività fotorespiratoria, mediante un approccio che prevede la caratterizzazione metabolica dei diversi comparti cellulari coinvolti. Analisi preliminari in vivo di parametri fotosintetici e di fluorescenza della clorofilla suggeriscono una reale limitazione della fotosintesi e una induzione delle vie alternative di dissipazione dell’eccesso di energia fotochimica. Sono stati condotti saggi di attività di enzimi coinvolti nella fotorespirazione. I dati ottenuti mostrano una netta riduzione di attività degli enzimi Fe-dipendenti. E' stata intrapresa la purificazione della frazione perossisomiale, allo scopo di condurre analisi Western Blot di enzimi del ciclo fotorespiratorio. I dati ottenuti, insieme a dati pregressi, suggeriscono che lo squilibrio nel macchinario fotosintetico indotto da Fe-carenza possa essere compensato da una maggiore attivazione della fotorespirazione. In seguito verrà condotta la purificazione di cloroplasti e di mitocondri e questi verranno caratterizzati in condizioni di Fe-carenza.