• acquaporina
• caratterizzazione
• clonaggio
• pioppo
• stress
• zinco

La contaminazione ambientale da parte dei metalli pesanti è un fenomeno molto diffuso a causa dell’inquinamento. Per metalli pesanti si intendono gli elementi ad elevato peso atomico ed elevata densità. Il potere inquinante di questi è correlato alle loro proprietà chimico-fisiche ed, in particolare, alla loro elevata solubilità e persistenza nei siti contaminati. Alcuni di questi, presenti nel suolo, come lo Zinco (Zn), sono classificati tra i microelementi essenziali, che svolgono le loro funzioni metaboliche a concentrazioni estremamente ridotte. Una carenza nella pianta dei microelementi essenziali può dare origine a condizioni di stress, indebolimento, e può portare anche alla morte. D’altro canto, se presenti in quantità eccessive, possono essere facilmente assorbiti dagli apparati radicali, provocando gravi conseguenze tossiche, squilibri biochimici e metabolici. Nonostante questo grave problema, le strategie che permettono un risanamento dei suoli (Elettrocinesi, Soil Vanting, Soil Washing) sono ancora poco applicate per vari motivi, come i costi elevati ed il difficoltoso smaltimento delle biomasse. Negli ultimi anni si è fatta strada una metodologia “biologica” chiamata Fitodepurazione, che utilizza proprio le piante per decontaminare i suoli. Questa metodologia ha però bisogno di una conoscenza approfondita dei meccanismi vegetali (fisiologici e molecolari), responsabili della diversa sensibilità delle piante nei confronti dello stress indotto dai metalli pesanti. Infatti, per mantenere le concentrazioni dei metalli essenziali entro limiti fisiologici e minimizzare gli effetti di quelli non essenziali, le piante hanno sviluppato una complessa rete di meccanismi omeostatici utili a controllarne l'assunzione, l'accumulo, il traffico e la detossificazione. Gli studi di fitodepurazione si focalizzano sulle foglie, perché in questi tessuti viene immagazzinata una notevole percentuale di metalli e la raccolta non danneggia la pianta. È stato scelto, per questo lavoro di tesi, il genere Populus perché produce una grossa biomassa (foglie cadute), cresce rapidamente, è molto resistente e tollerante e non ha bisogno di grossa manutenzione.
Lo zinco è un metallo di transizione con numero atomico 30 e, pur essendo un metallo pesante, quindi tossico ad alte concentrazioni, è un elemento essenziale per la vita degli esseri umani, degli animali superiori e delle piante. È coinvolto in una vasta gamma di processi metabolici compresi sintesi e degradazione di carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici, ed è l'unico metallo ad essere rappresentato in tutte le sei classi di enzimi e in alcune metalloproteine. Una carenza di zinco induce uno stress generale alla pianta, indebolendola e rallentando il ciclo vegetativo, ad esempio, favorendo lo sviluppo di necrosi dell’apice radicale. D’altro canto anche un’eccessiva concentrazione di metallo può causare notevoli danni, come l’inattivazione proteica (Clemens, 2001) e può sostituire il Magnesio (Mg2+) nella molecola di clorofilla.
Lo scopo di questa tesi consiste nel clonaggio e nella caratterizzazione di geni(tra cui un'acquaporina) di Pioppo coinvolti in stress da Zinco identificati mediante l‘analisi dei risultati di un microarray effettuate su mRNA appartenente a piante di controllo e piante cresciute in presenza di alte concentrazioni di Zinco.