Lucia Guidia, Marco Landia, Alberto Pardossia, Cristiana Giordanob

Presentazione sul tema: "Lucia Guidia, Marco Landia, Alberto Pardossia, Cristiana Giordanob"— Transcript della presentazione:

1 Lucia Guidia, Marco Landia, Alberto Pardossia, Cristiana Giordanob
Risposta differenziale di 10 cultivars di basilico ad elevate concentrazioni di boro Lucia Guidia, Marco Landia, Alberto Pardossia, Cristiana Giordanob a Dipartimento di Scienze Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-Ambientali, Università di Pisa, Pisa; bCentro di Elettro Microscopia “Laura Bonzi”, ICCOM, CNR, Sesto Fiorentino (FI) Ricerca condotta nell’ambito del Progetto PRIN “Risposta delle piante alla tossicità da boro” XXXI CONVEGNO NAZIONALE Società Italiana di Chimica Agraria  Napoli, Settembre 2013 INTRODUZIONE L’accumulo di boro (B) nel suolo è tipicamente localizzato, fatto alcune eccezioni, in aree aride e semiaride. La problematica dell’eccesso di B può, tuttavia, essere dovuta anche all’utilizzazione di acque irrigue non idonee. Le piante in condizioni di eccesso di B presentano sintomi tipicamente localizzati nelle zone marginali delle foglie, anche se esistono differenze tra specie (Landi et al., 2013c) e nell’ambito di queste, tra cultivars (Landi et al., 2012). In particolare due cultivars di basilico (Ocimum basilicum L.) mostravano una diversa sensibilità ad eccesso di B e dai risultati ottenuti in precedenza si era evidenziata una maggiore tolleranza di una cultivar a foglia rossa (Red Rubin) rispetto alla cultivar Tigullio (a foglia verde) (Landi et al., 2013b). E’ noto che gli antociani possono agire come antiossidanti o fotoprotettivi (Gould, 2004; Landi et al., 2013a). Tuttavia, nella cv Red Rubin essendo localizzati tipicamente nell’epidermide, non possono che ridurre lo stress fotoossidativo indotto dall’eccesso di B (Landi et al., 2013a). Per comprendere il contributo svolto dagli antociani nella tolleranza della Red Rubin ad eccesso di B, abbiamo esteso lo studio a più cultivars di basilico. PAGINA SUPERIORE PAGINA INFERIORE Sezione trasversale di una foglia della cultivar Red Rubin ottenuta tramite microscopia ottica Scopo del lavoro Materiali e metodi Caratterizzazione della risposta di 10 cultivars di basilico ad eccesso di B (20 mg L-1): Greco a Palla: GP Dark Opale: DO Gigante: GI Tigullio: TI Limone: LM Red Rubin: RR Liquirizia: LQ Foglia di lattuga: FL San Valentino: SV Sweet Thai: ST Le piante di basilico venivano coltivate in idroponica (raft-floating) con una soluzione nutritiva arricchita di B (20 mg L-1) rispetto al controllo (0.2 mg L-1). Le piante erano coltivate nel periodo Giugno-Luglio 2012 in condizioni controllate [T=16-27 (minima-massima; irradianza di circa 12.3 MJ m-2 ]. Dopo 20 giorni di trattamento, sulle piante sono state effettuate le seguenti determinazioni: Valutazione dei sintomi Stress ossidativo (test della malonildialdeide) Scambi gassosi delle foglie Immagine della fluorescenza della clorofilla a Localizzazione antociani al microscopio ottico Risultati e discussione Sintomi Fluorescenza della clorofilla a GP GI LM LQ TI FL SV ST RR DO Il rapporto Fv/Fm si riduce nelle 10 cultivars di basilico ma è attribuibile a processi di regolazione nelle cultivars rosse DO e RR. Infatti, la resa fotochimica ottimale del PSII (PSII) determinata in condizioni di luce, si riduce solo nelle cultivars a foglia verde ed è attribuibile all’aumento della dissipazione dell’energia luminosa per via non-fotochimica (qNP) Il trasporto elettronico cloroplastico (ETR) è influenzato dall’eccesso di B in tutte le cultivars, ma in quelle a foglia rossa la riduzione è meno marcata rispetto ai controlli Scambi gassosi La riduzione della fotosintesi netta (A) è meno marcata nelle cultivars a foglia rossa nelle quali, peraltro, la concentrazione intercellulare di CO2 (Ci) è ridotta ad indicare limitazioni di natura solo stomatica e non mesofillica come evidenziate nelle cultivar verdi La necrosi a livello fogliare è correlata alla concentrazione di B assorbita dalle piante e, questa risulta in uno stress ossidativo come evidenziato dai risultati dei livelli di MDA. Conclusioni LE CULTIVARS A FOGLIA ROSSA APPAIONO MENO SENSIBILI ALL’ECCESSO DI B COME TESTIMONIATO DALLA RIDOTTA NECROSI FOGLIARE ED I RIDOTTI LIVELLI DI STRESS OSSIDATIVO. AL TEMPO STESSO, L’APPARATO FOTOSINTETICO APPARE MENO COMPROMESSO RISPETTO ALLE CULTIVARS A FOGLIA VERDE COME EVIDENZIATO DAI RISULTATI DELLA FLUORESCENZA DELLA CLOROFILLA E DEGLI SCAMBI GASSOSI I RISULTATI NON PERMETTONO DI COMPRENDERE ESATTAMENTE IL RUOLO DEGLI ANTOCIANI, MA NE EVIDENZIANO SICURAMENTE UN LORO COINVOLGIMENTO NELLA TOLLERANZA ALLO STRESS DA B Bibliografia Gould K. (2004). Nature's Swiss army knife: the diverse protective roles of anthocyanins in leaves. Journal of Biomedicine and Biotechnology 2004: Landi M., Degl’Innocenti E., Pardossi A., Guidi L. (2012): Antioxidant and photosynthetic responses in plants under boron toxicity: a review. American Journal of Agricultural and. Biological. Science 7: Landi M., Guidi L., Tattini M., Gould K. (2013a). Can anthocyanins photo-protect sweet basil against boron toxicity. International Workshop on Anthocyanins , Oporto (Portogallo) 9-11 Settembre 2013 (oral communication). Landi M, Pardossi A, Remorini D, Guidi L (2013b) Antioxidant and photosynthetic response of a purple-leaved and a green-leaved cultivar of sweet basil (Ocimum basilicum) to boron excess. Environmental and Experimental Botany 85:64–75. Landi M., Remorini , D., Pardossi A., Guidi L. (2013c). Boron excess affects photosynthesis and antioxidant apparatus of greenhouse Cucurbita pepo and Cucumis sativus. Journal of Plant Research (in press).