Caratterizzazione della risposta di 10 cultivars di basilico ad eccesso di B (20 mg L -1 ): Greco a...
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Caratterizzazione della risposta di 10 cultivars di basilico ad eccesso di B (20 mg L -1 ): Greco a Palla: GP Dark Opale: DO Gigante: GI Tigullio: TI Limone: LM Red Rubin: RR Liquirizia: LQ Foglia di lattuga: FL San Valentino: SV Sweet Thai: ST Risposta differenziale di 10 cultivars di basilico ad elevate concentrazioni di boro Lucia Guidi a , Marco Landi a , Alberto Pardossi a , Cristiana Giordano b a Dipartimento di Scienze Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-Ambientali, Università di Pisa, Pisa; b Centro di Elettro Microscopia “Laura Bonzi”, ICCOM, CNR, Sesto Fiorentino (FI) Ricerca condotta nell’ambito del Progetto PRIN -2009 “Risposta delle piante alla tossicità da boro” Scopo del lavoro INTRODUZIONE L’accumulo di boro (B) nel suolo è tipicamente localizzato, fatto alcune eccezioni, in aree aride e semiaride. La problematica dell’eccesso di B può, tuttavia, essere dovuta anche all’utilizzazione di acque irrigue non idonee. Le piante in condizioni di eccesso di B presentano sintomi tipicamente localizzati nelle zone marginali delle foglie, anche se esistono differenze tra specie (Landi et al., 2013c) e nell’ambito di queste, tra cultivars (Landi et al., 2012). In particolare due cultivars di basilico (Ocimum basilicum L.) mostravano una diversa sensibilità ad eccesso di B e dai risultati ottenuti in precedenza si era evidenziata una maggiore tolleranza di una cultivar a foglia rossa (Red Rubin) rispetto alla cultivar Tigullio (a foglia verde) (Landi et al., 2013b). E’ noto che gli antociani possono agire come antiossidanti o fotoprotettivi (Gould, 2004; Landi et al., 2013a). Tuttavia, nella cv Red Rubin essendo localizzati tipicamente nell’epidermide, non possono che ridurre lo stress fotoossidativo indotto dall’eccesso di B (Landi et al., 2013a). Per comprendere il contributo svolto dagli antociani nella tolleranza della Red Rubin ad eccesso di B, abbiamo esteso lo studio a più cultivars di basilico. Gould K. (2004). Nature's Swiss army knife: the diverse protective roles of anthocyanins in leaves. Journal of Biomedicine and Biotechnology 2004: 314-320. Landi M., Degl’Innocenti E., Pardossi A., Guidi L. (2012): Antioxidant and photosynthetic responses in plants under boron toxicity: a review. American Journal of Agricultural and. Biological. Science 7: 255-270. Landi M., Guidi L., Tattini M., Gould K. (2013a). Can anthocyanins photo-protect sweet basil against boron toxicity. International Workshop on Anthocyanins , Oporto (Portogallo) 9-11 Settembre 2013 (oral communication). Landi M, Pardossi A, Remorini D, Guidi L (2013b) Antioxidant and photosynthetic response of a purple-leaved and a green-leaved cultivar of sweet basil (Ocimum basilicum) to boron excess. Environmental and Experimental Botany 85:64–75. Landi M., Remorini , D., Pardossi A., Guidi L. (2013c). Boron excess affects photosynthesis and antioxidant apparatus of greenhouse Cucurbita pepo and Cucumis sativus. Journal of Risultati e discussione LE CULTIVARS A FOGLIA ROSSA APPAIONO MENO SENSIBILI ALL’ECCESSO DI B COME TESTIMONIATO DALLA RIDOTTA NECROSI FOGLIARE ED I RIDOTTI LIVELLI DI STRESS OSSIDATIVO. AL TEMPO STESSO, L’APPARATO FOTOSINTETICO APPARE MENO COMPROMESSO RISPETTO ALLE CULTIVARS A FOGLIA VERDE COME EVIDENZIATO DAI RISULTATI DELLA FLUORESCENZA DELLA CLOROFILLA E DEGLI SCAMBI GASSOSI I RISULTATI NON PERMETTONO DI COMPRENDERE ESATTAMENTE IL RUOLO DEGLI ANTOCIANI, MA NE EVIDENZIANO SICURAMENTE UN LORO COINVOLGIMENTO NELLA TOLLERANZA ALLO STRESS DA B Fluorescenza della clorofilla a Conclusioni Materiali e metodi Le piante di basilico venivano coltivate in idroponica (raft-floating) con una soluzione nutritiva arricchita di B (20 mg L -1 ) rispetto al controllo (0.2 mg L -1 ). Le piante erano coltivate nel periodo Giugno-Luglio 2012 in condizioni controllate [T=16-27 (minima-massima; irradianza di circa 12.3 MJ m -2 ]. Dopo 20 giorni di trattamento, sulle piante sono state effettuate le seguenti determinazioni: - Valutazione dei sintomi - Stress ossidativo (test della malonildialdeide) - Scambi gassosi delle foglie - Immagine della fluorescenza della clorofilla a - Localizzazione antociani al microscopio ottico Il rapporto F v /F m si riduce nelle 10 cultivars di basilico ma è attribuibile a processi di regolazione nelle cultivars rosse DO e RR. Infatti, la resa fotochimica ottimale del PSII ( PSII ) determinata in condizioni di luce, si riduce solo nelle cultivars a foglia verde ed è attribuibile all’aumento della dissipazione dell’energia luminosa per via non- fotochimica (q NP ) La necrosi a livello fogliare è correlata alla concentrazione di B assorbita dalle piante e, questa risulta in uno stress ossidativo come evidenziato dai risultati dei livelli di MDA. Il trasporto elettronico cloroplastico (ETR) è influenzato dall’eccesso di B in tutte le cultivars, ma in quelle a foglia rossa la riduzione è meno marcata rispetto ai controlli Scambi gassosi Sintomi PAGINA SUPERIORE PAGINA INFERIORE Sezione trasversale di una foglia della cultivar Red Rubin ottenuta tramite microscopia ottica GP GI LM LQ TI 0.2 2 20 FL 0.2 2 20 0.2 2 20 SV 0.2 2 20 0.2 2 20 ST 0.2 2 20 0.2 2 20 0.2 2 20 0.2 2 20 RR LQ DO DO RR FL GI GP LM LQ ST SV TI 0 300 600 900 1200 g g c a e b d f e c i i i i i h i i i i C ultivars LeafB content(m g kg -1 DW) DO RR FL GI GP LM LQ ST SV TI 0 5 10 15 20 a d a bc a c c b a de de de de e e e e e e de C ultivars M D A (nm ol g -1 FW ) DO RR FL GI GP LM LQ ST SV TI 0 10 20 30 40 f f b b a c de d e ef C ultivars N ecrotic area (% total leafarea) 0 20 40 60 80 Red Rubin (R R) 0 20 40 60 80 Lim one (LM ) 0 20 40 60 80 Sw eetThai (ST) 0 200 400 600 800 0 20 40 60 80 Tigullio (TI) 0 20 40 60 80 G igante (GI) 0 20 40 60 80 D ark O pal (D O ) 0 20 40 60 80 Foglia di Lattuga (FV) 0 200 400 600 800 0 20 40 60 80 San Valentino (SV) 0 20 40 60 80 Liquirizia (LQ ) 0 20 40 60 80 G reco a Palla (G P) ETR ( m ol e m -2 s -1 ) PAR ( m ol m -2 s -1 ) PAR ( m ol m -2 s -1 ) La riduzione della fotosintesi netta (A) è meno marcata nelle cultivars a foglia rossa nelle quali, peraltro, la concentrazione intercellulare di CO 2 (Ci) è ridotta ad indicare limitazioni di natura solo stomatica e non mesofillica come evidenziate nelle cultivar verdi 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 a A de c e e cd cd ab c ab ab e ab b e de ab e ab de A ( m ol C O 2 m 2 s -1 ) ab 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 C i ( m ol C O 2 m -2 s -1 ) B c ab cd c c bc bc b ab cd cd bc d cd cd cd bc c a Bibliografia XXXI CONVEGNO NAZIONALE Società Italiana di Chimica Agraria Napoli, 16-17 Settembre 2013 0.2 2 20
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Caratterizzazione della risposta di 10 cultivars di basilico ad eccesso di B (20 mg L-1):Greco a Palla: GP Dark Opale: DOGigante: GI Tigullio: TILimone: LM Red Rubin: RRLiquirizia: LQFoglia di lattuga: FLSan Valentino: SV Sweet Thai: ST
Risposta differenziale di 10 cultivars di basilico ad elevate concentrazioni di boro
Lucia Guidia, Marco Landia, Alberto Pardossia, Cristiana Giordanob
Risposta differenziale di 10 cultivars di basilico ad elevate concentrazioni di boro
Lucia Guidia, Marco Landia, Alberto Pardossia, Cristiana Giordanob a Dipartimento di Scienze Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-Ambientali, Università di Pisa, Pisa;
bCentro di Elettro Microscopia “Laura Bonzi”, ICCOM, CNR, Sesto Fiorentino (FI)
Ricerca condotta nell’ambito del Progetto PRIN -2009 “Risposta delle piante alla tossicità da boro”
Scopo del lavoro
INTRODUZIONE L’accumulo di boro (B) nel suolo è tipicamente localizzato, fatto alcune eccezioni, in aree aride e semiaride. La problematica dell’eccesso di B può, tuttavia, essere dovuta anche all’utilizzazione di acque irrigue non idonee. Le piante in condizioni di eccesso di B presentano sintomi tipicamente localizzati nelle zone marginali delle foglie, anche se esistono differenze tra specie (Landi et al., 2013c) e nell’ambito di queste, tra cultivars (Landi et al., 2012). In particolare due cultivars di basilico (Ocimum basilicum L.) mostravano una diversa sensibilità ad eccesso di B e dai risultati ottenuti in precedenza si era evidenziata una maggiore tolleranza di una cultivar a foglia rossa (Red Rubin) rispetto alla cultivar Tigullio (a foglia verde) (Landi et al., 2013b). E’ noto che gli antociani possono agire come antiossidanti o fotoprotettivi (Gould, 2004; Landi et al., 2013a). Tuttavia, nella cv Red Rubin essendo localizzati tipicamente nell’epidermide, non possono che ridurre lo stress fotoossidativo indotto dall’eccesso di B (Landi et al., 2013a). Per comprendere il contributo svolto dagli antociani nella tolleranza della Red Rubin ad eccesso di B, abbiamo esteso lo studio a più cultivars di basilico.
Gould K. (2004). Nature's Swiss army knife: the diverse protective roles of anthocyanins in leaves. Journal of Biomedicine and Biotechnology 2004: 314-320.Landi M., Degl’Innocenti E., Pardossi A., Guidi L. (2012): Antioxidant and photosynthetic responses in plants under boron toxicity: a review. American Journal of Agricultural and. Biological. Science 7: 255-270.Landi M., Guidi L., Tattini M., Gould K. (2013a). Can anthocyanins photo-protect sweet basil against boron toxicity. International Workshop on Anthocyanins , Oporto (Portogallo) 9-11 Settembre 2013 (oral communication).Landi M, Pardossi A, Remorini D, Guidi L (2013b) Antioxidant and photosynthetic response of a purple-leaved and a green-leaved cultivar of sweet basil (Ocimum basilicum) to boron excess. Environmental and Experimental Botany 85:64–75.Landi M., Remorini , D., Pardossi A., Guidi L. (2013c). Boron excess affects photosynthesis and antioxidant apparatus of greenhouse Cucurbita pepo and Cucumis sativus. Journal of Plant Research (in press).
Risultati e discussione
LE CULTIVARS A FOGLIA ROSSA APPAIONO MENO SENSIBILI ALL’ECCESSO DI B COME TESTIMONIATO DALLA RIDOTTA NECROSI FOGLIARE ED I RIDOTTI LIVELLI DI STRESS OSSIDATIVO. AL TEMPO STESSO, L’APPARATO FOTOSINTETICO APPARE MENO COMPROMESSO RISPETTO ALLE CULTIVARS A FOGLIA VERDE COME EVIDENZIATO DAI RISULTATI DELLA FLUORESCENZA DELLA CLOROFILLA E DEGLI SCAMBI GASSOSII RISULTATI NON PERMETTONO DI COMPRENDERE ESATTAMENTE IL RUOLO DEGLI ANTOCIANI, MA NE EVIDENZIANO SICURAMENTE UN LORO COINVOLGIMENTO NELLA TOLLERANZA ALLO STRESS DA B
Fluorescenza della clorofilla a
Conclusioni
Materiali e metodiLe piante di basilico venivano coltivate in idroponica (raft-floating) con una soluzione nutritiva arricchita di B (20 mg L-1) rispetto al controllo (0.2 mg L-1). Le piante erano coltivate nel periodo Giugno-Luglio 2012 in condizioni controllate [T=16-27 (minima-massima; irradianza di circa 12.3 MJ m-2 ]. Dopo 20 giorni di trattamento, sulle piante sono state effettuate le seguenti determinazioni: - Valutazione dei sintomi- Stress ossidativo (test della malonildialdeide)- Scambi gassosi delle foglie- Immagine della fluorescenza della clorofilla a- Localizzazione antociani al microscopio ottico
Il rapporto Fv/Fm si riduce nelle 10 cultivars di basilico ma è attribuibile a processi di regolazione nelle cultivars rosse DO e RR. Infatti, la resa fotochimica ottimale del PSII (PSII) determinata in condizioni di luce, si riduce solo nelle cultivars a foglia verde ed è attribuibile all’aumento della dissipazione dell’energia luminosa per via non-fotochimica (qNP)
La necrosi a livello fogliare è correlata alla concentrazione di B assorbita dalle piante e, questa risulta in uno stress ossidativo come evidenziato dai risultati dei livelli di MDA.
Il trasporto elettronico cloroplastico (ETR) è influenzato dall’eccesso di B in tutte le cultivars, ma in quelle a foglia rossa la riduzione è meno marcata rispetto ai controlli
Scambi gassosi
Sintomi
PAGINA SUPERIORE
PAGINA INFERIORE
Sezione trasversale di una foglia della cultivar Red Rubin ottenuta tramite microscopia ottica
GP GI LM LQTI
0.2 2 20
FL
0.2 2 20
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Cultivars
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Cultivars
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40
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80Tigullio (TI)
0
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80Gigante (GI)
0
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80Dark Opal (DO)
0
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80Foglia di Lattuga (FV)
0 200 400 600 8000
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80San Valentino (SV)
0
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80Liquirizia (LQ)
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La riduzione della fotosintesi netta (A) è meno marcata nelle cultivars a foglia rossa nelle quali, peraltro, la concentrazione intercellulare di CO2 (Ci) è ridotta ad indicare limitazioni di natura solo stomatica e non mesofillica come evidenziate nelle cultivar verdi
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Bibliografia
XXXI CONVEGNO NAZIONALE Società Italiana di Chimica Agraria
Napoli, 16-17 Settembre 2013
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![MARGHERITAMARGHERITA [ マルゲリータ] pomodoro, mozzarella, basilico, olio e formaggio トマト・モッツァレッラ・バジル・オイル・チーズ • DOPPIA - ドッピア-](https://static.fdocumenti.com/doc/165x107/60cfd3b5b229490c2f434d43/margherita-margherita-ffff-pomodoro-mozzarella-basilico-olio.jpg)
