Relazione tra i meccanismi di acquisizione dello zolfo e del ferro in piante a Strategia I e Strategia II

Finaziato da PRIN 2009

Responsabile del progetto: Dott.ssa Stefania Asfolfi

 

Lo S riveste un ruolo essenziale nella crescita e nella regolazione dello sviluppo della pianta e la sua limitata disponibilità si riflette sui parametri quali-quantitativi del raccolto di piante come il colza, il frumento e l’orzo. Inoltre, abbiamo recentemente dimostrato che piante di mais e di orzo allevate in S carenza presentavano un contenuto di Fe minore rispetto alle piante controllo ed, inoltre, che la S carenza riduceva l’accumulo di Fe anche in piante di pomodoro.

L’orzo e il mais sono piante a Strategia II e rispondono alla carenza di Fe attraverso la secrezione di composti chelanti detti fitosiderofori (PS) e l’assorbimento dei complessi Fe-PS. Le piante a Strategia I, invece, sono in grado di mobilizzare gli ioni Fe3+ dalle particelle di suolo attraverso l’induzione dell’attività dell’H+ATPasi, con conseguente acidificazione della rizosfera, e dell’attività di una FeIII-chelato reduttasi, che ha come effetto una maggiore capacità di ridurre il FeIII a FeII. Inoltre, alcuni autori hanno evidenziato un aumento della sintesi di etilene a livello radicale indotto da Fe-carenza ed hanno quindi ipotizzato il coinvolgimento di questo ormone nel processo di regolazione delle risposte di queste piante alla Fe carenza.

I due meccanismi di risposta alla Fe carenza, la Strategia I e la Strategia II, pur essendo molto diversi tra loro, hanno alcuni elementi in comune, quali le vie biosintetiche dell’etilene e dei PS che presentano come precursore l’aminoacido metionina. La metionina è un composto particolarmente importante per la pianta in quanto è sia donatore di gruppi metilici che iniziatore della sintesi proteica ed è il precursore di composti quali la nicotianamina (NA), l’etilene, le poliammine e i fitosiderofori (PS). La NA è un elemento comune ad entrambe le strategie. Nelle piante a Strategia I, la NA funziona come chelante per il trasporto del Fe a livello simplastico e floematico mentre nelle piante a Strategia II la NA è anche il precursore dei PS. Appare quindi ragionevole supporre che la disponibilità di S nel suolo, e quindi lo stato nutrizionale della pianta, inducendo cambiamenti nei livelli di metionina possa influenzare la capacità di assorbire e accumulare Fe sia in piante a Strategia I che in quelle a Strategia II.

 

Dott. Stefania Astolfi