Processi biochimici e fisiologici implicati nell'acquisizione di nutrienti e nell'esclusione di inquinanti inorganici in piante d'interesse agrario.
Progetto Gli effetti benefici sulla capacità produttiva delle piante coltivate conseguenti all'aggiunta di elementi nutritivi al suolo sono noti da moltissimo tempo. L'eccessivo utilizzo di fertilizzanti, quali quelli azotati, ha però un effetto negativo sull'ambiente e ciò auspica la selezione di piante più efficienti nella loro acquisizione. Inoltre, l'elevato uso di concimi, spesso derivati da attività estrattive, unitamente all'antropizzazione del territorio ha determinato un incremento preoccupante nei suoli coltivati di alcuni metalli, quali ad esempio il Cd, che, oltre ad avere effetti negativi sulla crescita delle piante, possono accumularsi nelle parti eduli e quindi entrare in catena alimentare. La bassa disponibilità nei suoli di alcuni elementi, quali il Fe, possono infine influenzare profondamente, sia a livello quantitativo che qualitativo, le produzioni.
Il presente progetto si propone di proseguire alcuni studi, già in atto presso il DiProVe, rivolti allo studio di aspetti biochimici e fisiologici dell'acquisizione di nutrienti, quali N e Fe, o in risposta ad elementi non nutritivi, quale il Cd nelle piante. Il progetto si propone di:
- analizzare i processi metabolici e fisiologici in risposta a differenti disponibilità di nitrato in piante di mais.
Partendo da un modello sperimentale già collaudato, si intende approfondire le conoscenze sulle modificazioni a livello traduzionale e post-traduzionale indotte in radici e foglie di piante di mais in risposta all'aggiunta di nitrato nel mezzo nutritivo successivamente ad un periodo di crescita in assenza del nutriente. A questo scopo verranno studiati nei diversi organi della pianta le variazioni del proteoma e del fosfo-proteoma.
- definire la dinamica di distribuzione del Cd nei diversi organi della pianta di riso.
Impiegando genotipi di riso che mostrano diversa capacità di accumulo di Cd nei diversi organi della pianta, tra cui la granella, si intende studiare a livello molecolare e biochimico alcuni dei processi implicati nella compartimentazione e detossificazione cellulare del metallo. A questo scopo si procederà, avvalendosi di tecniche ICP-MS, allo studio delle cinetiche di assorbimento e traslocazione del metallo. Inoltre, si analizzà in diversi genotipi la sensibilità dell'induzione da metallo del sistema di fitochelatine, polipetidi non proteici implicati nell'accumulo di metalli pesanti nei vegetali.
- individuare meccanismi biochimici coinvolti nella risposta alla Fe-carenza.
In condizioni di Fe-carenza le piante a strategia II, quali il cetriolo, rispondono attivando attività di membrana (i.e. H+-ATPasi, reduttasi) utili ad aumentare il livelli di nutriente nel suolo. Precedenti studi hanno evidenziato come queste risposte richiedano una profonda attivazione del metabolismo cellulare. Per meglio approfondire questi aspetti, si intende condurre un analisi comparativa fra i proteomi radicali di piante cresciute in assenza o presenza di Fe.