• azoto
• nitrati
• basilico
• boron
• nitrogen
• nitrate
• basil
• boro

Riassunto:
L’azoto (N) è un elemento essenziale per la vita e l’accrescimento delle piante entrando a far parte della struttura degli aminoacidi e di conseguenza delle proteine. Le piante assorbono N attraverso le radici principalmente come nitrato (NO3-) e secondariamente come ammonio (NH4+). Nelle cellule, l’ NO3- è suddiviso in due frazioni: quella metabolica nel citosol e quella di riserva nel vacuolo. L’ NO3- presente nel citosol è ridotto, ad opera della nitrato riduttasi (NR), a nitrito (NO2-), che a sua volta è ridotto a NH4+, dalla nitrito riduttasi (NiR) nei plastidi. L’ NH4+ così formato è incorporato negli aminoacidi attraverso una serie di reazioni catalizzate dalla glutammina sintetasi (GS) e dalla glutammato sintetasi (GOGAT). L’enzima chiave per la regolazione di tutto il processo di assimilazione dell’N è la NR. L’attività di quest’enzima (NRA) è stimolata dall’NO3- e dalla luce mentre è inibita dall’NO2-, dall’ NH4+, dalla glutammina e dagli altri aminoacidi.
Se consumato in quantità eccessive l’NO3- può avere un effetto negativo sulla salute umana. L’accumulo di NO3- nei tessuti vegetali risulta favorito da condizioni di scarsa illuminazione, basse temperature e abbondante disponibilità di NO3- nel substrato di crescita.
Il boro (B) è un elemento essenziale per le piante entrando a far parte della struttura della parete cellulare e ricoprendo altre funzioni metaboliche. Un suo eccesso, però, può portare a fenomeni di tossicità nelle piante, che sviluppano clorosi e necrosi a livello fogliare, con conseguente riduzione di crescita.
In questa tesi, sono stati studiati gli effetti di diverse concentrazioni di B (0,25 e 20 mg/L) e di NO3- (10 mM e 20 mM) nella soluzione nutritiva su piante di basilico (Ocimum basilicum L.) coltivate in idroponica (floating system). Per gli esperimenti sono state impiegate due varietà di basilico, una con foglie verdi (“Tigullio”), generalmente usata come pianta aromatica, e una a foglie viola (“Red Rubin”), solitamente usata a fini ornamentali. La varietà viola presenta una maggiore concentrazione fogliare di antociani (nell’epidermide) e di altri composti antiossidanti, che hanno un ruolo fondamentale nella fotoprotezione (effetto sun-screen degli antociani) e nella tolleranza ai vari tipi di stress, compreso l’eccesso di B come dimostrato in precedenti studi (Landi et al, 2013a, 2013b, 2014; Ziliani, 2013). Ziliani (2013) aveva riscontrato un maggior contenuto di NO3- nelle foglie delle piante, di entrambe le varietà, quanto erano allevate in presenza di un eccesso di B (20 mg/L) nel mezzo di crescita rispetto ai livelli di NO3- rilevati nelle piante di controllo. I tre esperimenti riportati in questa tesi sono stati condotti per confermare o meno la relazione fra l’eccesso di B (20 mg/L) e il contenuto fogliare di NO3- verificando anche l’effetto della concentrazione di NO3- (10 mM e 20 mM) nel mezzo di crescita, e del genotipo sulla NRA determinata in vivo. Tutti gli esperimenti sono stati condotti con piante di 3-5 settimane dalla germinazione.
Lo studio ha confermato la maggiore tolleranza all’eccesso di B della varietà “Red Rubin” rispetto a “Tigullio”. Non è stato confermato invece il maggior contenuto di NO3- nelle piante coltivate in presenza di un eccesso di B, osservato negli esperimenti di Ziliani (2013). Contrariamente a quanto inizialmente ipotizzato, l’eccesso di B non ha determinato una riduzione della NRA e addirittura in “Red Rubin” la NRA è stata minore nelle piante di controllo rispetto a quelle coltivate con 20 g/L nella soluzione nutritiva.

Summary
Nitrogen (N) is an essential element for plant life and growth since it is contained in amino acids and then in proteins. Principally, plant roots take up N as nitrate (NO3-) and secondly ammonium (NH4+). NO3- is divided into two fractions within cell: a metabolic fraction in the cytosol and storage fraction in the vacuole. Cytosolic NO3- is reduced by nitrate reductase (NR) to nitrite (NO2-), which is then reduced to NH4+ by nitrite reductase (NiR) in the plastids. NH4+ formed in this way is built-in amino acids by a series of reactions, which are catalyzed by glutamine synthetase (GS) and glutamate synthetase (GOGAT). NR is the most important enzyme for regulation of N assimilation as a whole. The activity of this enzyme (NRA) is enhanced by NO3- and light while is inhibited by NO2-, NH4+, glutamine and other amino acids.
NO3- may have a negative effect on human health when taken in excessive quantities. NO3- accumulation in plant tissues is favored by low light conditions, low temperatures and abundant availability of NO3- in the growth substrate.
Boron (B) is an essential element for plants, taking part in the wall cell structure and performing other metabolic functions. However, high B concentration can be toxic and induce foliar chlorosis and necrosis, with consequent growth reduction.
In this thesis, the effects of different concentrations of B (0,25 e 20 mg/L) and NO3- (10 mM e 20 mM) in the nutrient solution were investigated in sweet basil plants (Ocimum basilicum L.) grown in hydroponics (floating system). The experiments were conducted with two cultivars of basil with green (“Tigullio”)or purple leaves (“Red Rubin”, usually used for ornamental purposes). The purple cultivar has a higher concentration of anthocyanins (within epidermis) and other antioxidants, which have a fundamental role in the photoprotection (anthocyanins’ sun-screen effect) and in the tolerance to other type of stress, including B toxicity as demonstrated in previous studies (Landi et al, 2013a, 2013b, 2014; Ziliani, 2013). Ziliani (2013) also found higher content of NO3- in the leaves of both varieties when the plants was grown with an excess of B (20 mg/L) in growth medium compared to the NO3- levels detected in the control plants.
Three experiments were conducted to confirm the relationship between B excess and foliar content of NO3- found by Ziliani (2013) and to verify the effect of NO3- concentration (10 mM e 20 mM) in the growth medium and genotype on in vivo NRA. All experiments were been performed with 3 to 5-week old plants.
The study confirmed that “Red Rubin” was more tolerance to B excess than “Tigullio”.In contrast, it was not found an higher leaf content of NO3- in the plants grown with an excess of B, as reported by Ziliani (2013). Contrary to the initial hypothesis, the excess of B did not result in a reduction of NRA and in “Red Rubin” NRA was even less in the control plants than in those grown with a B concentration of 20 mg/L in the nutrient solution.