Il magnesio (Mg2+), nutriente minerale coinvolto in molti processi biochimici, è uno fra i cationi bivalenti più abbondanti all’interno delle cellule vegetali. La sua limitata disponibilità contribuisce al rallentamento dell’attività fotosintetica, impedisce la corretta allocazione dei fotosintetati, provoca clorosi fogliare e una riduzione della biomassa radicale. In Vitis vinifera, è stato osservato che il contenuto di nutrienti minerali come Mg2+ e K+ del nesto è funzione sia del genotipo del portinnesto che di quello del nesto stesso. D’altra parte, in questa specie, le conoscenze riguardanti i meccanismi fisiologico-molecolari sottesi alla risposta verso la carenza di Mg2+sono molto scarse o addirittura assenti. Lo scopo di questo lavoro è la caratterizzazione delle risposte fisiologiche e molecolari indotte dalla carenza di Mg2+ in piante di V. vinifera. Nella prima fase del lavoro sperimentale sono state utilizzate barbatelle di V. vinifera cv. Corvina innestate su portinnesti (SO4, 41B e 1103P) con una diversa tolleranza alla carenza di Mg2+. Le barbatelle sono state allevate in coltura idroponica e sottoposte a deprivazione di Mg2+ per 15 settimane. I risultati hanno evidenziato che il portinnesto può influenzare la capacità del nesto di accumulare il Mg2+: la concentrazione di Mg2+ nei tessuti delle barbatelle innestate su 1103P, il portinnesto ritenuto più resistente alla carenza di Mg2+ sulla base di osservazioni di campo, era infatti quasi doppia rispetto a quella delle altre piante. La sintomatologia della carenza di Mg2+ è stata caratterizzata mediante la registrazione di alcuni parametri fisiologici, quali il contenuto di clorofilla (indice SPAD), la produzione di biomassa e altri parametri di crescita degli organi ipogei ed epigei. Le femminelle del nesto mostravano una sintomatologia da carenza di Mg2+più severa rispetto al tralcio principale. Anche lo studio dei parametri biochimici, in particolare la concentrazione e la distribuzione dei fotosintetati, ha messo in luce un accumulo di zuccheri nelle foglie basali delle femminelle, a conferma della più intensa sintomatologia osservata. In considerazione delle difficoltà pratiche che si incontrano nell’allevamento in soluzione idroponica di materiale sperimentale di dimensioni ragguardevoli quale quello costituito dalle barbatelle, e al fine di poter studiare la carenza di Mg2+ indipendentemente dall’interazione tra nesto e portinnesto, è stato sviluppato un nuovo sistema sperimentale basato sull’utilizzo di microtalee del solo portinnesto. Tale sistema sarà anche impiegato per lo studio della regolazione dell’espressione dei geni coinvolti nei processi di risposta alla carenza di Mg2+.
Characterization of Mg deficiency in three rootstocks of Vitis vinifera
ZAMBONI, Anita;PANDOLFINI, Tiziana;VARANINI, Zeno
2012-01-01
Abstract
Il magnesio (Mg2+), nutriente minerale coinvolto in molti processi biochimici, è uno fra i cationi bivalenti più abbondanti all’interno delle cellule vegetali. La sua limitata disponibilità contribuisce al rallentamento dell’attività fotosintetica, impedisce la corretta allocazione dei fotosintetati, provoca clorosi fogliare e una riduzione della biomassa radicale. In Vitis vinifera, è stato osservato che il contenuto di nutrienti minerali come Mg2+ e K+ del nesto è funzione sia del genotipo del portinnesto che di quello del nesto stesso. D’altra parte, in questa specie, le conoscenze riguardanti i meccanismi fisiologico-molecolari sottesi alla risposta verso la carenza di Mg2+sono molto scarse o addirittura assenti. Lo scopo di questo lavoro è la caratterizzazione delle risposte fisiologiche e molecolari indotte dalla carenza di Mg2+ in piante di V. vinifera. Nella prima fase del lavoro sperimentale sono state utilizzate barbatelle di V. vinifera cv. Corvina innestate su portinnesti (SO4, 41B e 1103P) con una diversa tolleranza alla carenza di Mg2+. Le barbatelle sono state allevate in coltura idroponica e sottoposte a deprivazione di Mg2+ per 15 settimane. I risultati hanno evidenziato che il portinnesto può influenzare la capacità del nesto di accumulare il Mg2+: la concentrazione di Mg2+ nei tessuti delle barbatelle innestate su 1103P, il portinnesto ritenuto più resistente alla carenza di Mg2+ sulla base di osservazioni di campo, era infatti quasi doppia rispetto a quella delle altre piante. La sintomatologia della carenza di Mg2+ è stata caratterizzata mediante la registrazione di alcuni parametri fisiologici, quali il contenuto di clorofilla (indice SPAD), la produzione di biomassa e altri parametri di crescita degli organi ipogei ed epigei. Le femminelle del nesto mostravano una sintomatologia da carenza di Mg2+più severa rispetto al tralcio principale. Anche lo studio dei parametri biochimici, in particolare la concentrazione e la distribuzione dei fotosintetati, ha messo in luce un accumulo di zuccheri nelle foglie basali delle femminelle, a conferma della più intensa sintomatologia osservata. In considerazione delle difficoltà pratiche che si incontrano nell’allevamento in soluzione idroponica di materiale sperimentale di dimensioni ragguardevoli quale quello costituito dalle barbatelle, e al fine di poter studiare la carenza di Mg2+ indipendentemente dall’interazione tra nesto e portinnesto, è stato sviluppato un nuovo sistema sperimentale basato sull’utilizzo di microtalee del solo portinnesto. Tale sistema sarà anche impiegato per lo studio della regolazione dell’espressione dei geni coinvolti nei processi di risposta alla carenza di Mg2+.
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