I metalli pesanti, tra cui il cadmio, costituiscono una rilevante fonte di inquinamento di acque e suoli agrari dove la loro presenza è imputabile all¿uso di fertilizzanti, ammendanti e acque irrigue di scarsa qualità. Il cadmio, oltre a essere tossico per le piante stesse, può essere assorbito dalle specie coltivate attraverso l¿apparato radicale, traslocato alle parti aeree e accumulato nella frazione edule come i semi, con conseguenze negative per la salute umana. Da questo punto di vista il riso è una specie particolarmente ¿a rischio¿ perchè spesso allevata in vicinanza delle fonti di inquinamento, per la tipologia particolare della tecnica colturale, per l¿elevato uso di acqua e per la sua elevata capacità di traslocazione. L¿identificazione e/o la costituzione di varietà a basso accumulo di cadmio sono pertanto obiettivi importanti per la sicurezza alimentare di questa coltivazione, e la conoscenza delle basi genetiche dei processi che determinano l¿accumulo del metallo nei semi (assorbimento radicale, traslocazione e ripartizione nei diversi organi) è essenziale per il loro raggiungimento.
Il presente progetto si propone di identificare e caratterizzare geni di riso coinvolti nel conferimento della tolleranza al cadmio a questa specie e nella sua esclusione dalla granella. Più precisamente, intendiamo definire, in un set di varietà tolleranti/suscettibili e ad alto/basso accumulo di cadmio, il profilo trascrizionale della famiglia genica delle glutatione transferasi (GST), verosimilmente coinvolte nella tolleranza al metallo, e di geni delle famiglie dei trasportatori metallici ZIP, Nramp e CPX-type ATPasi, potenzialmente implicati nei processi di esclusione del cadmio dalla granella. Per quanto riguarda le GST, abbiamo recentemente isolato e clonato l¿intera famiglia, costituita da più di 60 geni appartenenti a 5 diverse classi (Soranzo et al 2004, Mol Genet & Genomics 271: 511-521). Per i trasportatori di metalli, i geni di riso verranno isolati in silico e poi clonati sfruttando la sequenza genomica completa e le fornitissime banche EST disponibili, a partire da geni omologhi già caratterizzati in altre specie. Su tutti i geni verrà poi condotta un¿analisi di espressione tramite DNA macroarray e Real Time RT PCR su mRNA estratto da radici e foglie di varietà ad alto e basso accumulo di cadmio, allevate in idroponica in presenza e assenza di diverse concentrazioni del metallo.
Il confronto tra i profili trascrizionali dei geni nelle diverse varietà/condizioni colturali dovrebbe portare alla definizione del loro ruolo nei processi di cui sopra e costituire un¿importante informazione per eventuali programmi di breeding.