Defferente tolleranza al Cd2+ di due popolazioni di Silene vulgaris (moench) garke

DIFFERENTE TOLLERANZA AL Cd2+ DI DUE POPOLAZIO I DI SlLENE VULGARlS (MOENCH) GARCIffi A. Rivetta, A. Carnelli, M. ianotti, M. Dell'Orto, . Negrini, e ~1. Cocucci Dipartimento di Fisiologia delle PianIe coltimle e Chimica Agraria, l:nil'enilò di .lIilor.o Riassunto E' nota l' esistenza di popolazioni della stessa specie adattate a crescere e riprodmsi su terreni normali e ricchi di metalli pesanti. Tali popolazioni hanno evoluto caratteristiche morfologiche e meccanismi biochimici e fisiologici che conferiscono tolleranza o sensibilità a questo tipo di inquinanti. In particolare Silene vulgaris presenta particolari popolazioni tolleranti alla presenza di Cu2+, Cd2+ e Zn2+, ma i meccanismi coinvolti rimangono incerti . Alcune evidenze indicano che la tolleranza differenziale di tali popolazioni ai metalli pesanti risulta legata ad un diverso assorbimento del metallo, al mantenimento dell'omeostasi ossido riduttiva della cellula, alla sintesi e alla cinetica di espressione di peptidi (fitochelatine) in grado di chelare il metallo e compartimentarlo nel vacuolo. Nel presente lavoro sono state individuate e caratterizzate per alcuni parametri fisiologici due popolazioni di Silene vulgaris cresciute su terreni situati in prossimità delle uscite a giorno di miniere di ferro le cui scorie sono ricche di metalli pesanti (località Parre, Val Seriana, Bergamo) e su terreni adiacenti incontaminati. Le piante ottenute dai semi delle due popolazioni erano autofecondate ed interfecondate all'interno della stessa popolazione per tre generazioni. Per verificare se le due popolazioni presentassero una effettiva sensibilità differenziale ai metalli pesanti, in particolare al Cd2+, indicativo di un più generale inquinamento, le piantine ottenute dai semi della III generazione erano trapiantate su un substrato (sabbia 87%, argilla 9%, suolo secco all'aria 2%, torba 2%) a cui erano aggiunte quantità crescenti di CdS04' Dopo 20 giorni dal trapianto, all'aumentare del livello di Cd2+ nel substrato la % di sopravvivenza diminuiva leggermente nella popolazione ritenuta tollerante ed era drasticamente ridotta in quella ritenuta sensibile, diminuendo fino al 10% in presenza di Cd2+ 893 I1mol kg- I substrato secco. Si è voluto qu indi approfondire lo studio dei meccanismi che potevano determinare tale diversa sensibilità al Cd2+ Le piante delle due popolazioni erano allevate per 15 giorni in coltura idroponica; dopo tale periodo, le radici erano colorate di nero per immersione in una sospensione di carbone attivo, permettendo in tal modo la misura dell'accrescimento delle radici. Le piante erano poi trasferite per 3 giorni in un mezzo contenente diversi livelli di Cd2+ (O, 3, 10,30 e 100 11M). All'aumentare della concentrazione di Cd2+, l'allungamento delle radici delle piante tolleranti era significativamente maggiore rispetto a quello delle piante sensibili . Dopo 4 h di incubazione in presenza di cadmio e a partire da Cd2+ 50 11M, il livello del catione nelle radici era sensibilmente maggiore nella popolazione Cd-sensibile ri spetto alla Cd-tollerante, mentre il contenuto di metallo nella parte epigea risultava simile. La diversa sensibilità al Cd2+ delle due popolazioni, che risulta evidente a relativamente lungo periodo, poteva essere determinata dai diversi livelli di Cd2+ nelle radici, probabilmente dovuto a differenti meccanismi coinvolti nell'assorbimento del Cd2+ nelle cellule della radice, attivati già nelle prime ore di esposizione al metallo. A supporto di tale ipotesi è stata valutata la capacità di acidificazione del mezzo come misura dell 'estrusione di protoni delle radici delle piante appartenenti alle due popolazioni in assenza ed in presenza di Cd2+, in quanto indice della attivazione delle funzioni di membrana. In assenza di Cd2+, le piante Cd-sensibili acidificavano più delle Cd-tolleranti. Già dopo 2 h di incubazione in presenza di Cd2+ 100 11M, l'acidificazione del mezzo era fonememe inibita nelle Cd-sensibili, mentre era stimolata nelle Cdtolleranti. Questi dati sug",aeriscono che la differente capacità di estrudere H+ sia in relazione con il diverso assorbimento di Cè--.