Ruolo dell'etilene nella rizogenesi avventizia di Arabidopsis thaliana L. (Heynh)

La rizogenesi avventizia è controllata da molti fattori, in particolare genetici ed ormonali. Arabidopsis thaliana, di norma, differenzia in planta una o due radici avventizie alla base dell’ipocotile. Nonostante questa capacità e l’ampia informazione disponibile per questa pianta sul ruolo dei fitormoni in diversi aspetti dello sviluppo, le conoscenze sul ruolo dell’etilene nella radicazione avventizia sono molto scarse. Inoltre, i dati disponibili, inerenti anche altre specie, non offrono una chiara ed univoca interpretazione, sia se si considerino gli effetti dell’etilene sulla rizogenesi avventizia in planta, sia se si prendano in esame quelli sulla formazione di radici avventizie che in espianti coltivati in vitro (Biondi et al, 1990; Pan et al, 2002; Li et al, 2009). Informazioni sono, al contrario, disponibili sulla relazione tra etilene e radicazione laterale, l’altro tipo di radicazione post-embrionale, con cui quella avventizia condivide gli eventi di sviluppo (Malamy e Benfey, 1997, Della Rovere et al, 2013). Studi recenti dimostrato che l’ACC (acido 1-amminociclopropan-1-carbossilico), diretto precursore dell’etilene, inibisce il processo di radicazione laterale in A. thaliana e in pomodoro (Negi et al, 2008, 2010). Tuttavia, concentrazioni molto basse del composto (10-8M) sono state riportate stimolare il processo (Ivanchenko et al, 2008). È noto che l’auxina ha un ruolo essenziale nella genesi e sviluppo delle radici avventizie in planta e in vitro (Falasca e Altamura, 2003; Ludwig-Müller et al, 2005). È possibile che il ruolo dell’etilene nella rizogenesi avventizia sia mediato dal signaling dell’auxina e/o dal suo trasporto (come avviene per la crescita della radice primaria; Růžička et al, 2007) e/o dalla biosintesi auxinica (come riscontrato sempre per la radice primaria, Stepanova et al, 2005). Lo scopo della Ricerca è indagare il ruolo dell’etilene nella radicazione avventizia in A. thaliana, in planta ed in espianti costituiti da tessuti superficiali caulinari (strati cellulari sottili, TCL) coltivati in vitro. I TCL sono stati coltivati in presenza di auxina (IBA), combinata o meno con diverse concentrazioni di ACC. Per lo studio in planta sono state esaminate plantule cresciute in assenza di ormoni esogeni oppure in presenza di solo IBA, alla concentrazione usata per i TCL, o di solo ACC a diverse concentrazioni. Per gli esperimenti sono stati utilizzati il mutante ein2-1 ed il suo wild type Col-0. Nel mutante non è funzionale la proteina EIN2-1, implicata in tutte le risposte all’etilene sinora note in quanto coinvolta in un passaggio critico nella trasduzione del segnale di questo ormone (Qiao et al, 2009). Nei TCL di entrambi i genotipi si è osservato che l’IBA (10 µM) è necessario per indurre il processo rizogenico. Trattando i campioni wild-type con diverse concentrazioni di ACC (0; 0,01;0,04;0,1 µM), combinate con IBA (10 µM), si è osservata inibizione della rizogenesi avventizia da parte della dose più elevata di ACC, al contrario, gli espianti di ein2-1 sono risultati insensibili al trattamento con ACC. In planta l’IBA ha stimolato la radicazione avventizia nel wild type. In presenza di solo ACC, alle stesse concentrazioni utilizzate per i TCL, si è osservato un effetto simile a quello riscontrato negli espianti, con 0,1 µM di ACC riducente nel wild-type la rizogenesi rispetto al trattamento senza ACC. I dati finora ottenuti emerge in Arabidopsis thaliana un ruolo inibitorio dell’etilene sulla rizogenesi avventizia in planta ed in TCL