• stress ossidativo
• stadio presimbiotico
• Profilo di espressione
• presymbiotic stage
• Phytormone markers
• oxydative stress
• microarray
• microarray
• micorrize arbuscolari
• marker simbiotici
• marker fitormonali
• Lotus japonicus
• LORE1
• LjQOX
• LjMATE1
• LjCAT PER
• LjAMY
• GUS
• GSE
• Gigaspora margarita
• gibberelline
• Germinating Spore Exudate
• geni di difesa
• GA
• Expression profiling
• defense related genes
• colletotrichum trifolii
• Colletotrichum trifolii
• Chitooligomers
• Chitooligomeri
• arbuscular mycorrhizal fungi
• symbiotic markers

La simbiosi micorrizica arbuscolare è un tipo di interazione mutualistica che si stabilisce tra l’80% delle piante superiori e il phylum dei Glomeromycota. Lo scopo della simbiosi è il reciproco beneficio apportato dallo scambio di nutrienti tra ospite e fungo mediante una struttura arboriforme detta arbuscolo. I nutrienti coinvolti nello scambio sono principalmente fotosintati dell’ospite e minerali del fungo, in primis il fosfato. Una migliore comprensione delle modalità grazie alle quali la simbiosi si stabilisce e dei determinanti molecolari che ne controllano le sorti sarebbe di grande aiuto in termini di un uso più razionale e parsimonioso di concimi, soprattutto fosfatici, in agricoltura.
Il focus del mio lavoro di tesi si concentra sullo stadio presimbiotico dell’interazione, quando i due organismi non sono ancora in contatto, ma nella rizosfera si scambiano segnali, che sono alla base del dialogo. chimico e biochimico. , E' stato dimostrato che il fungo rilascia molecole quali lipochitooligosaccaridi che causano una riprogrammazione trascrizionale all’interno della radice dell’ospite in 24-48 h, e molecole a catena più corta come chitooligosaccaridi, che producono una risposta intensa e localizzata, quale il calcium spiking. Poichè queste molecole sono correlate strutturalmente con la chitina che è comune sia a funghi patogeni sia a simbionti, la domanda che attualmente viene posta è: come fa la pianta a distinguere se i segnali fungini provengono da un organismo amico o da uno nemico? Abbiamo ipotizzato in prima istanza che la lunghezza della catena chitinica possa determinare una risposta symbiont-like, se breve (CO5) o pathogen-like se più lunga (CO8).
Un esperimento già avviato di microarray su Lotus japonicus trattato con Germinating Spore Exudate (GSE) del simbionte AM Gigaspora margarita aveva già permesso di identificare un set di geni correlati con la difesa e teoricamente assimilabili a geni inducibili da patogeni. In base alle disponibilità di mutanti presenti sulla piattaforma LORE1 sono stati selezionati tre geni correlati alla difesa ed espressi con pattern differenti a due time points di 24 e 48 ore dopo trattamento con GSE di G.margarita.
Oggetto della tesi è stato pertanto quello di caratterizzare LjMATE1, LjCAT PER LjQOX sotto tre profili: fenotipico, di quantificazione del trascritto e di localizzazione sito-specifica. E' stato studiato anche un marker delle attività ormonali relativi alle gibberelline (LjAMY). Per descrivere le risposte scatenate in Lotus da un fungo patogeno e poterle confrontare con quelle di un fungo simbionte, Lotus è stato trattato con: GSE di Colletotrichum trifolii, CO5, CO8 a time points di 1-24 e 48 ore; i trascritti sono stati studiati tramite q-PCR Real Time, dopo trasformazine sono stati effettuati saggi GUS- promoter. Alcuni esperimenti sono stati effettuati anche dopo micorrizazione, verificata con metodiche morfologiche.
I risultati ottenuti suggeriscono un possibile ruolo di LjMATE1 come marker precoce dei processi simbiotici, considerato che il pattern di espressione in presenza di GSE patogena si discosta alquanto da quello prodotto in presenza di GSE di simbionte. Inoltre, si tratta dell’unico gene che mostra tessuto specificità nell’espressione a seguito del trattamento con CO8 o GSE patogena, localizzandosi nei tricoblasti e nelle aree epidermiche della radice. LjCAT PER e LjQOX mostrano alcune differenze in termini di timing del profilo di espressione a seguito dei due trattamenti, GSE patogena e simbionte, tuttavia la loro versatilità nella regolazione dello stress ossidativo rende difficile l’identificazione di un ruolo preciso nei processi simbiotici.
Il marker LjAMY infine, pur essendo affidabile in termini di sensibilità, non rivela un chiaro ruolo delle gibberelline nelle tappe precoci dei processi simbiotici o patogenici.
Una prima risposta alla domanda posta in partenza sembra quindi poter essere fornita da questo lavoro di tesi, che individua in LjMATE1 un candidato promettente per la costituzione di un marker dei processi simbiotici, anche se la sua funzione all’interno dell’interazione resta da comprendere appieno.