• cadmio
• clone Eridano
• clone I-214
• ozono troposferico
• pioppo
• stress da cadmio e da ozono
• stress ossidativo

Le piante si trovano frequentemente a vivere in un contesto ambientale caratterizzato dalla presenza simultanea di stress di varia origine. Lo studio delle possibili interazioni tra diversi agenti stressanti e dei meccanismi che sottendono le risposte della pianta a stress combinati rappresenta quindi un campo di indagine quanto mai attuale, sebbene relativamente ancora poco esplorato.
Sia l’ozono troposferico (O3) che il cadmio (Cd) sono due inquinanti altamente fitotossici capaci di generare stress ossidativo nei tessuti vegetali, determinando alterazioni sia nell’attività degli enzimi antiossidanti sia nel livello di metaboliti detossificanti solubili con conseguente diminuzione della capacità di scavenging delle specie reattive dell’ossigeno (ROS) prodotte dal normale metabolismo cellulare, che quindi possono accumularsi a livelli tossici. La presente tesi si prefigge lo scopo di indagare 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 tale influenza risulti in un’amplificazione o in una riduzione della risposta all’inquinante atmosferico. A tale fine, piante di due cloni di pioppo (I-214 ed Eridano), diversamente sensibili all’O3, cresciute su terreno trattato con 0, 50 e 150 mg Kg-1 di Cd, sono state esposte per 15 giorni a concentrazioni di ozono realistiche (60 ppb di O3 per 5 ore al giorno). L'interesse è stato rivolto alla valutazione dell’effetto indotto dalla presenza dei due fattori di stress sull’assorbimento e traslocazione del Cd e di altri cationi e anioni indispensabili per la crescita della pianta, sui parametri relativi alla crescita dei diversi organi della pianta (foglie, germogli e radici), sulla produzione di H2O2 e NO e sulla funzionalità dell'apparato fotosintetico.
I risultati hanno mostrato come entrambi i cloni fossero in grado di assorbire e traslocare il Cd alla parte aerea della pianta e come l’accumulo del metallo determinasse una riduzione significativa del peso secco dei tre organi esaminati. L’esposizione all’O3 interferiva negativamente con il processo di accumulo del Cd nella parte epigea della pianta di entrambi i cloni, secondo un meccanismo non completamente spiegabile dalla diminuzione della traspirazione e quindi del trasporto del Cd per via xilematica. Un effetto antagonista tra i due fattori di stress era evidente anche relativamente all’attivazione del ciclo fotoprotettivo delle xantofille, che infatti risultava stimolato dall’O3, mentre il Cd esercitava, su tale parametro, un effetto nullo (clone I-214) o negativo (in Eridano). La presenza di Cd determinava un accumulo di H2O2 nei tessuti fogliari molto più marcato di quanto indotto dall’O3, strettamente correlato alla concentrazione di Cd fogliare. Anche l’NO era positivamente stimolato dal fattore Cd, mentre la successiva esposizione all’O3 non incrementava l’accumulo di NO Cd-dipendente in Eridano e addirittura portava ad una sua diminuzione in I-214.
In conclusione, i risultati hanno evidenziato un’interazione non sempre univoca tra i due fattori di stress, in dipendenza sia del parametro analizzato sia del clone in esame, a testimonianza della complessità del fenomeno di risposta delle piante agli stress ambientali.
Plants are often exposed to many different stress and so became important to studied interactions between two or more stress and mechanisms of response of plants.
Tropospheric ozone (O3) and cadmium (Cd) are two important phytotoxic pollutants, because they generate oxidative stress in plant tissues by inducing an over-production of reactive oxygen species (ROS) or by decreasing enzymatic and non-enzymatic antioxidants and thus they produce an imbalances in the antioxidant defences of plants.
The present work aims at evaluating if the presence of cadmium in soil can influence the response of plants to a chronic exposure to ozone. In order to do that, plants of two poplar clones (I-214 and Eridano) grown in soil contaminated by 0, 50 or 150 mg Kg-1 of Cd, are been exposed to realistic concentration of O3 for 15 days (60 ppb for 5 hours every day). The attention has been focused on the evaluation the effects on the uptake and traslocation of cations and anions, on the plant growth, on the production of H2O2 and NO and on the photosynthetic apparatus functionality.
Results showed that the presence of Cd in soil induced a remarkable increase in cadmium levels in the different organs examined and a decrease in their dry weight. Instead, O3 caused a reduction in Cd accumulation in leaves and shoots, but this effect wasn’t explain by a reduction of traspiration rate. Cd and O3 showed an antagonist effect on the activation of xantophyll cycle, in fact the presence of O3 stimulated it, whereas Cd had a negative effect (in Eridano) or no effect (in I-214) on this cycle. The growth of poplar plants with Cd induced the H2O2 accumulation in leaves, in proportion with Cd concentration in leaves, whereas O3 had a lesser effect on the concentration of this molecule. NO was stimulated by Cd, but O3 didn’t increase NO concentration in Eridano and it reduced the accumulation of this molecule in I-214.
In conclusion, results showed different kind of interaction between Cd and O3, in fact mechanisms of plant’s response to different stress are very complex.