• assorbimento radicale
• idroponica
• Nanoparticelle
• pomodoro
• RNA-seq

In tempi recenti le nanoparticelle (NP) hanno trovato diverse applicazioni in quasi tutti i settori tecnologici, creando problemi di accumulo nell’ambiente e facendo crescere la necessità di chiarire aspetti legati alla loro tossicità. Questo lavoro di Tesi fa parte del progetto INESE (Impact of Nanoparticles in Enivornmental Sustainability and Ecotoxicity), promosso dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), in cui tra i partners figura il Dipartimento di Biologia delle Piante Agrarie dell’Università di Pisa. Il progetto si propone di ricercare possibili effetti collaterali e danni causati dalle NP oltre a valutare possibili misure di prevenzione e protocolli sperimentali per lo studio del loro impatto su organismi animali e vegetali. Il lavoro di ricerca ha riguardato in particolare l’effetto delle NP su piante di pomodoro (cv. Micro Tom) coltivate in condizioni idroponiche e i trattamenti sono stati eseguiti aggiungendo diverse concentrazioni di NP di Fe3O4 o di TiO2 alla soluzione nutritiva.
Al termine degli esperimenti, usando un microscopio elettronico a scansione dotato di spettroscopio a dispersione di energia per l'identificazione chimica dei materiali, è stato osservato che entrambe le NP testate sono in grado di ricoprire l’epidermide radicale formando aggregati nanostrutturati, e che singole NP o piccoli aggregati possono essere assorbiti dalle radici e traslocati all’ipocotile. Si tratta di un aspetto ecologico fondamentale legato alle NP: il loro assorbimento da parte di una specie orticola può implicare un potenziale rischio di contaminazione della catena alimentare. In piantine trattate con NP la morfologia dei germogli non è risultata alterata e non sono stati osservati sintomi di tossicità. Rispetto ai controlli e a piantine esposte a NP di Fe3O4, piantine cresciute con alte concentrazioni di NP di TiO2 hanno mostrato un’anormale proliferazione di peli radicali. Questa risposta è risultata dipendere dalla concentrazione delle NP in sospensione e dalle caratteristiche chimico-fisiche delle stesse, tuttavia resta ancora da chiarire la causa di tale fenomeno. E’ possibile che la proliferazione di peli radicali sia dovuta ad una risposta adattativa data dalla ridotta capacità di assorbimento radicale di sostanze nutritive, causato dalla deposizione delle NP sulla superficie esterna, oppure all’assorbimento delle NP all’interno dei tessuti radicali.
Al fine di analizzare, a livello molecolare, la risposta a trattamenti con NP, è stata condotta un’analisi trascrittomica attraverso esperimenti di sequenziamento Illumina di RNA isolato da radici, evidenziando l’espressione differenziale di alcuni elementi trasponibili e di alcuni geni chiave coinvolti nello sviluppo radicale.