Possibile coinvolgimento del Ca2+ nel contrastare l’effetto di alte concentrazioni di NaCl durante la germinazione del seme di ravanello

POSSIBILE COINVOLGIMENTO DEL Ca2+ NEL CONTRASTARE L'EFFETTO DI ALTE CONCENTRAZIONI DI NaCI DURANTE LA GERMINAZIONE DI SEMI DI RAVANELLO M. Cocucci, N. Negrini, A. Spinardi Dip. di Fisiologia delle Piante Coltivate e Chimica Agraria, Università degli Studi di Milano. Riassunto Lo stress salino, che compromette gravemente la crescita delle piante, è caratterizzato da una componente di toss icità del Na+ ed una asmatica, gli effetti delle quali sono difficilmente scindibili. Durante tale stress il Na+ viene assorbito rapidamente dalle cellule ed è noto il suo effetto nell'interferire a vari livelli col Ca2+ E' apparso quindi interessante studiare l'effetto di tale stress e delle sue componenti durante la riattivazione metabolica che caratterizza le prime fasi di germinazione del seme di ravanello (Raphanus sativus), processo nel quale l'omeostasi del Ca2+ deve essere strettamente controllata e potrebbe essere alterata dalla presenza del Na+ La presenza di crescenti concentrazioni di NaCl (da 50 a 300 mM) nel mezzo di incubazione inibisce fortemente e progressivamente la crescita, misurata come incremento di peso fresco, di assi embrionali di semi di ravanello durante le prime 24 h di germinazione. Parallelamente a tale inibizione si osserva una progressiva riduzi one della capacità dei semi di riassorbire K+ dal mezzo esterno accompagnata da un aumento del rilascio del Ca2+ L'analisi dei contenuti ioni ci degli assi embrionali dei semi germinati 24 h in tali condizioni indica una progressiva riduzione dei livelli di K+ ed un forte aumento dei livelli di Na+, ri spetto al controllo germinato in acqua. I livelli interni di Ca2+ non subiscono variazioni. Nell'intento di valutare se l'azione del NaCl sulla crescita e i contenuti ionici degli assi embrionali fosse acrivibile al Na+ e non piuttosto al Cl - o ad un effetto asmatico, dovuto alle alte concentrazioni saline, si è ana lizzata la variazione dei suddetti parametri in presenza di concentrazioni equimolari di Na+ sotto forma di S042- ed equiosmolari di mannite. Per quanto riguarda il Na2S04 i suoi effetti sono simi li a quelli osservati in presenza di NaCI. La mannite, a tutte le concentrazioni saggiate, riduce solo del 30% l'incremento di peso fresco degli assi embrionali, rispetto al controllo germinato in acqua, mostrando un'inibizione simile a quella indotta da NaCl 50 mM. Non si osserva alcun effetto della mannite sulla riassorbimento di K+ dal mezzo di incubazione e sui livelli di K+ e Ca2+ negli assi embrionali. In tali condizioni risulta tuttavia inibito il rilascio di Ca2+ che ha luogo durante le prime 24 h di germinazione. Questi dati suggeriscono che l'azione del NaCl durante la germinazione del seme di ravanello sia da ascriversi ad un effetto dovuto in particolare al Na+, e solo in minima parte ad un effetto asmatico del sale. Il Ca2+ sembra essere in qualche modo coinvolto nella regolazione di tali effetti. Il poss ibile ruolo del catione è stato analizzato somministrando ai semi germinanti concentrazioni crescenti di NaCl in assenza e in presenza di CaCl2 10-3 M. La presenza del Ca2+ nel mezzo di crescita riduce significativamente l'effetto inibente del Na+ sull'incremento di peso fresco degli assi embrionali. Esso favorisce inoltre un più efficiente riassorbimento del K+ dal mezzo da parte dei sem i trattati con NaCI. Parallelamente negli assi embrionali di semi trattati con NaCl in presenza di Ca2+ non si osserva riduzione dei livelli di K+, se non alle più alte concentrazioni saline somministrate, e l'incremento dei livelli di a+ risulta fortemente ridotto (ca. -30%) rispetto ai controlli in sa le. In queste condizioni i livelli di Ca2+ interno non variano. Misure del potenziale elettrico transmembrana in cellule di assi embrionali di semi genuinati in condizioni di controllo o in mezzo contenente NaCl 100 mM, in assenza e in presenza di CaCl2 10-3 M, indicano un significativo effetto del Ca2+ nel ridurre la forte depolarizzazione indotta dal Na+ I dati otten uti suggeriscono un ruolo del Ca2+ nel contrastare gli effetti dello stress salino indicando un'azione protettiva dello ione dagli effetti tossici del a+ 108