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4. SCOPO DELLA TESI
Le piante si trovano molto spesso a vivere in un contesto ambientale caratterizzato dalla presenza di molte attività antropiche che immettono nell’ambiente sostanze in grado di modificare i delicati equilibri che regolano i diversi comparti ambientali e che permettono la sopravvivenza degli ecosistemi. Le piante, in aggiunta alle pressioni di stress di natura biotica, risultano quindi “bombardate” da molti stress abiotici di origine diversa, che derivano prevalentemente dall’immissione nel suolo, nelle acque o nell’atmosfera di sostanze inquinanti.
Mentre gli effetti esercitati da singoli fattori di stress sono stati in buona parte descritti, anche se non risultano del tutto chiari i meccanismi che stanno alla base della risposta della pianta, risultano essere scarse le conoscenze relative all’influenza esercitata da stress combinati.
L’ozono troposferico ed il cadmio rappresentano due tra i più pericolosi inquinanti per l’ambiente e per tutti gli organismi ivi presenti, a causa soprattutto della loro capacità di generare stress ossidativo. L’ozono, dato l’elevato potere ossidante, è considerato un inquinante atmosferico estremamente dannoso per le specie arboree forestali, le colture agricole ed i sistemi vegetali in generale. La sua fitotossicità dipende soprattutto dalla capacità di dare origine a specie reattive dell’ossigeno sia in seguito alla sua decomposizione nella fase acquosa della matrice apoplastica, sia in seguito ad un’attiva produzione da parte di sistemi enzimatici endogeni (burst ossidativo). Il cadmio risulta, invece, un importante inquinante a livello del suolo, in quanto è in grado di accumularsi in tale comparto fino a raggiungere concentrazioni fitotossiche. Essendo un metallo pesante non redox, esso causa stress ossidativo non attraverso la produzione diretta delle ROS, ma provocando alterazioni nell’attività degli enzimi antiossidanti e nel livello di antiossidanti solubili, con conseguente diminuzione della capacità di scavenging delle ROS prodotte dal normale metabolismo cellulare.
La presente tesi si prefigge lo scopo di indagare gli effetti che, la presenza dei due fattori di stress cadmio ed ozono, causa su piante di pioppo, cercando di capire se la presenza di cadmio nel suolo sia in grado di influenzare la risposta delle piante ad un’esposizione cronica all’ozono ed in caso affermativo se piante cresciute in presenza di cadmio risultino maggiormente suscettibili ad una successiva esposizione all’ozono o se, al contrario, la presenza di cadmio, inducendo una “cross resistance”, allevi il danno indotto dall’ozono.
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In particolare, sono stati valutati gli effetti indotti da un’esposizione cronica a concentrazioni di ozono realistiche (60 ppb di O3 per 15 giorni, 5 ore al giorno) su piante di
due cloni di pioppo diversamente sensibili all’O3 (clone Eridano, sensibile, e clone I-214,
resistente) cresciute su terreno trattato con 0, 50, 150 mg Kg-1p.s di cadmio.
L’attenzione è stata rivolta allo studio degli effetti degli inquinanti a carico dell’apparato fotosintetico attraverso misure in vivo dell’attività fotosintetica e attraverso la valutazione tramite HPLC del contenuto fogliare dei pigmenti fotosintetici ed accessori, con particolare riferimento all’analisi del ciclo fotoprotettivo delle xantofille. Sono state poi condotte misure di spettrofotometria ad assorbimento atomico per valutare la capacità delle piante, cresciute in presenza di cadmio, di assorbire e traslocare il metallo stesso e per studiare l’influenza esercitata dai due fattori di stress sulla capacità delle piante di assorbire e traslocare cationi ed anioni essenziali per i processi metabolici e fisiologici. L’effetto indotto dalla presenza del metallo nel terreno e/o dalla fumigazione con ozono sulla crescita dei diversi organi della pianta è stato valutato misurando il peso secco di foglie, germogli e radici. Attraverso analisi condotte con sonde specifiche fluorescenti è stata monitorata la produzione di H2O2, un’importante molecola cui è stato riconosciuto il duplice ruolo di
composto tossico e di intermedio coinvolto nella trasduzione del segnale di stress. In relazione a quest’ultimo aspetto è stata infine valutata la produzione di NO, la cui importanza nella regolazione della crescita e dello sviluppo della pianta, così come nella risposta a stress biotici ed abiotici, è stata recentemente evidenziata.
