La Flavescenza Dorata (FD), una delle più gravi patologie indotte da fitoplasma che possano colpire la vite, negli ultimi anni si è diffusa in modo preoccupante nell'Italia del Nord-Ovest, suscitando forte allarme tra i viticoltori. La remissione spontanea dei sintomi da FD (recovery) è un fenomeno che si verifica con una certa incidenza in piante infette; le basi molecolari che lo regolano sono però a tutt'oggi poco note. La comprensione dei meccanismi che regolano tale fenomeno potrebbe avere importanti ricadute applicative sul contenimento naturale della malattia stessa. Alcuni autori hanno ipotizzato che alla base della remissione dei sintomi possa esserci una relazione con meccanismi di stress a livello cellulare che potrebbero ostacolare la diffusione del patogeno. Le piante reagiscono a stress abiotici e biotici producendo specie reattive dell'ossigeno (ROS), in particolare perossido di idrogeno (H2O2). Si tratta di una molecola molto dannosa per le cellule in quanto può provocare danni ossidativi ed è quindi soggetta ad una precisa regolazione ed ad un rapido turnover da parte delle cellule stesse. Lo scopo di questo lavoro è stato verificare se la remissione dei sintomi nelle malattie da FD può essere messa in relazione alla produzione di H2O2. Partendo dalla disponibilità dell'intero genoma della vite sono stati ricercati nelle banche dati le sequenze geniche codificanti per alcuni enzimi ritenuti particolarmente importanti nella produzione e nel catabolismo dell'H2O2. Tra questi: glicolato ossidasi (GOX), acyl-CoA ossidasi (ACX), e ossalato ossidasi conosciuto anche come germin-like protein (GER) per la produzione di H2O2, nonché superossido dismutasi (SOD), ascorbato perossidasi (APX), catalasi (CAT), perossidasi (POX), glutatione S-transfersi (GST) e deidroascorbato redattasi (DHAR) per il catabolismo. Sono stati individuati circa 100 geni potenzialmente codificanti per questi enzimi e in base a dati presenti in letteratura sono stati selezionati ed analizzati 30 geni coinvolti in questa via metabolica. Le analisi sono state condotte su nervature di foglie di Vitis vinifera cv. Barbera sane (S), infette (I) e recovered (R) prelevate in un vigneto a Cocconato (AT) nel mese di settembre 2011. Per ciascuna tesi è stato analizzato un pool di nervature provenienti da 7 piante diverse su cui è stata determinata mediante real time RT-PCR (qRT-PCR) il livello di espressione dei vari geni. Alcuni geni produttori di H2O2 (GOX, GER1, GER3 e ACX1) sono risultati sovraespressi in R, mentre nelle piante I (GER1 e GER3) sono sottoregolati rispetto a quelle S. Tra i geni codificanti gli enzimi legati al catabolismo dell'H2O2, APX2, SOD2, SOD3 e POX5 risultano sovraespressi in I rispetto a S, mentre APX3 e CAT1 sono sovraregolati nella tesi R. A supporto dei dati di espressione, sugli stessi campioni è stata quantificata la concentrazione di H2O2 mediante un metodo spettrofotometrico. La concentrazione di H2O2 è risultata essere significativamente superiore nelle piante R rispetto alle tesi S e alle I. Nei tessuti delle piante R sono quindi presenti maggiori quantità di H2O2 attraverso una sovraespressione di alcuni geni produttori, mentre nelle piante I la quantità di H2O2 è inferiore a S ed a R per la sovraespressione di diversi geni legati al suo catabolismo e la contemporanea sottoregolazione di alcuni geni produttori di perossido di idrogeno. Questi risultati evidenziano una correlazione tra H2O2 ed il fenomeno del recovery. Pertanto, si può ipotizzare che inducendo uno stress di natura abiotica in una piante infetta, stimolando quindi una reazione di resistenza e la produzione di ROS, si possa favorire la remissione di sintomi da FD.
Effetti dell'accumulo di H2O2 sulla remissione dei sintomi in viti infette da Flavescenza dorata
Gambino G;Boccacci P;Margaria P;Palmano S;Gribaudo I
2012
Abstract
La Flavescenza Dorata (FD), una delle più gravi patologie indotte da fitoplasma che possano colpire la vite, negli ultimi anni si è diffusa in modo preoccupante nell'Italia del Nord-Ovest, suscitando forte allarme tra i viticoltori. La remissione spontanea dei sintomi da FD (recovery) è un fenomeno che si verifica con una certa incidenza in piante infette; le basi molecolari che lo regolano sono però a tutt'oggi poco note. La comprensione dei meccanismi che regolano tale fenomeno potrebbe avere importanti ricadute applicative sul contenimento naturale della malattia stessa. Alcuni autori hanno ipotizzato che alla base della remissione dei sintomi possa esserci una relazione con meccanismi di stress a livello cellulare che potrebbero ostacolare la diffusione del patogeno. Le piante reagiscono a stress abiotici e biotici producendo specie reattive dell'ossigeno (ROS), in particolare perossido di idrogeno (H2O2). Si tratta di una molecola molto dannosa per le cellule in quanto può provocare danni ossidativi ed è quindi soggetta ad una precisa regolazione ed ad un rapido turnover da parte delle cellule stesse. Lo scopo di questo lavoro è stato verificare se la remissione dei sintomi nelle malattie da FD può essere messa in relazione alla produzione di H2O2. Partendo dalla disponibilità dell'intero genoma della vite sono stati ricercati nelle banche dati le sequenze geniche codificanti per alcuni enzimi ritenuti particolarmente importanti nella produzione e nel catabolismo dell'H2O2. Tra questi: glicolato ossidasi (GOX), acyl-CoA ossidasi (ACX), e ossalato ossidasi conosciuto anche come germin-like protein (GER) per la produzione di H2O2, nonché superossido dismutasi (SOD), ascorbato perossidasi (APX), catalasi (CAT), perossidasi (POX), glutatione S-transfersi (GST) e deidroascorbato redattasi (DHAR) per il catabolismo. Sono stati individuati circa 100 geni potenzialmente codificanti per questi enzimi e in base a dati presenti in letteratura sono stati selezionati ed analizzati 30 geni coinvolti in questa via metabolica. Le analisi sono state condotte su nervature di foglie di Vitis vinifera cv. Barbera sane (S), infette (I) e recovered (R) prelevate in un vigneto a Cocconato (AT) nel mese di settembre 2011. Per ciascuna tesi è stato analizzato un pool di nervature provenienti da 7 piante diverse su cui è stata determinata mediante real time RT-PCR (qRT-PCR) il livello di espressione dei vari geni. Alcuni geni produttori di H2O2 (GOX, GER1, GER3 e ACX1) sono risultati sovraespressi in R, mentre nelle piante I (GER1 e GER3) sono sottoregolati rispetto a quelle S. Tra i geni codificanti gli enzimi legati al catabolismo dell'H2O2, APX2, SOD2, SOD3 e POX5 risultano sovraespressi in I rispetto a S, mentre APX3 e CAT1 sono sovraregolati nella tesi R. A supporto dei dati di espressione, sugli stessi campioni è stata quantificata la concentrazione di H2O2 mediante un metodo spettrofotometrico. La concentrazione di H2O2 è risultata essere significativamente superiore nelle piante R rispetto alle tesi S e alle I. Nei tessuti delle piante R sono quindi presenti maggiori quantità di H2O2 attraverso una sovraespressione di alcuni geni produttori, mentre nelle piante I la quantità di H2O2 è inferiore a S ed a R per la sovraespressione di diversi geni legati al suo catabolismo e la contemporanea sottoregolazione di alcuni geni produttori di perossido di idrogeno. Questi risultati evidenziano una correlazione tra H2O2 ed il fenomeno del recovery. Pertanto, si può ipotizzare che inducendo uno stress di natura abiotica in una piante infetta, stimolando quindi una reazione di resistenza e la produzione di ROS, si possa favorire la remissione di sintomi da FD.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
