Variazioni del proteoma radicale indotte dallo stress salino in portainnesti di vite con diversa suscettibilità

Fra gli stress abiotici, siccità e stress salino sono fra quelli che hanno il maggiore impatto negative sulla viticoltura. In particolare, elevate concentrazioni di NaCl nel suolo inibiscono la crescita e la produzione. Inoltre, l’accumulo di Na+ a Cl- nella bacca diminuisce la qualità del frutto, alterando, fra l’altro, i processi fermentativi e portando all’accumulo indesiderato di acido acetico. Considerando che l’esposizione ad alte concentrazioni saline determina congiuntamente un decremento della disponibilità idrica, alcune risposte indotte dallo stress salino sono analoghe a quelle indotte dallo stress idrico. Fra queste, vi sono quelle strettamente legate alla risposta osmotica. Diversamente, alcune risposte legate all’accumulo di elevate quantità di Na+ e Cl- sono peculiari. In questo contesto, la capacità di mantenere un’adeguata omeostasi di questi ioni nella cellula, limitandone l’assorbimento, estrudendo gli ioni assorbiti o compartimentandoli nel vacuolo, rappresenta un aspetto cruciale nella strategia di risposta [1]. Inoltre, la capacità di sostenere le richieste energetiche e rispondere adeguatamente allo stress ossidativo, così come l’attivazione di specifici segnali cellulari, sono aspetti cruciali nella risposta allo stress salino. Molti studi evidenziano come l’apparato radicale giochi un ruolo centrale nella risposta agli stress abiotici, come quello salino [3]. Per la vite coltivata, per cui normalmente si alleva una pianta ottenuta unendo due bionti, appare importante comprendere le risposte del portainnesto e le reciproche influenze che esso può avere con il nesto. L’attenzione è stata principalmente rivolta ai meccanismi di trasporto (i.e. assorbimento, compartimentazione, traslocazione ed estrusione), mentre meno investigate rimangono le basi molecolari e biochimiche attivate nelle radici in risposta allo stress salino. In questo contesto, appare di crescente importanza l’individuazione di portainnesti con adattabilità a condizioni di stress. Recenti ricerche hanno permesso di caratterizzare nuovi genotipi, quale il portainnesto M4 che ha mostrato una buona tolleranza all’esposizione a concentrazioni crescenti di NaCl. In particolare, è stato evidenziato come M4 sia in grado di mantenere una maggiore funzionalità radicale e un adeguato apporto di potassio nelle foglie. Queste risposte sono inoltre positivamente correlate con una migliore capacità fotosintetica e traspirazionale. Al fine di ottenere ulteriori informazioni relative ai meccanismi di risposta a livello radicale è stata condotta un’analisi proteomica in cui sono stati studiati i genotipi M4 [(V. vinifera x V. berlandieri) x V. berlandieri cv. Resseguier no. 1] e 101.14 (V. riparia x V.rupestris), quest’ultimo noto per la sua minore tolleranza sia allo stress idrico sia a quello salino. Le piante sono state cresciute in vaso su un substrato costituito da sabbia e torba. Al fine di studiare l’effetto di un’esposizione crescente al sale, il protocollo sperimentale ha previsto la somministrazione giornaliera di 5 mmoli di NaCl per 20 giorni, momento in cui sono state osservate significative differenze fra il trattato ed il controllo e fra i due portainnesti. Il protocollo adottato per lo studio dei proteomi radicali ha previsto la purificazione della frazione proteica con SDS-PAGE e la caratterizzazione e quantificazione delle proteine mediante nLC-nESIMS/MS. L’analisi ha permesso d’identificare circa 280 specie proteiche per entrambi i genotipi, fornendo informazioni sia sulle peculiari variazioni indotte dallo stress salino sia sulla frazione di proteoma statico. La classificazione funzionale ha permesso di evidenziare come alcune risposte fossero comuni nei due genotipi, mentre altre risultavano peculiari ed in accordo alla diversa capacità di tollerare la condizione di stress. In particolare, in M4 è stata osservata una maggiore capacità di adeguare il metabolismo respiratorio e il ciclo dei pentosi fosfati, al fine di soddisfare la richiesta di ATP e NAD(P)H. In accordo con una maggiore tolleranza, M4 ha mostrato inoltre un incremento della capacità di assimilare azoto così come di sostenere la sintesi proteica. Diversamente, il genotipo 101.14 era caratterizzato da un maggiore incremento di tipici enzimi di risposta allo stress ossidativo, in accordo con uno stato di sofferenza del tessuto radicale. Nel complesso l’analisi del proteoma radicale dei portainnesti M4 e 101.14 ha permesso di ottenere nuove informazioni sulle risposte evocate dallo stress salino in vite, evidenziando alcuni dei possibili tratti metabolici alla base della maggiore tolleranza a questo stress abiotico.