Stress da cadmio in Daucus carota e nell'oloparassita Cuscuta campestris: studi isto-anatomici e funzionali

La presente tesi di dottorato si è proposta di studiare alcuni aspetti isto-anatomici, ultrastrutturali e funzionali della risposta al cadmio (Cd) in carota (Daucus carota L.), cuscuta (Cuscuta campestris Yuncker) e nella loro mutua interazione. Le piante di carota trattate con 36 uM Cd fino a 14 giorni, hanno evidenziato danni pesanti a livello di radice, in particolare alla corteccia, ai parenchimi dei tessuti conduttori, al fellogeno ed al cambio cribro-vascolare, mentre non hanno mostrato particolari danni ai piccioli ed alle lamine fogliari. A conferma di ciò, l’analisi spettrofotometrica ad emissione atomica (ICP-AES) ha misurato un contenuto di Cd più alto nelle radici, seguito dalle lamine e dai piccioli fogliari; una quantità di Cd significativa è stata rinvenuta anche in cuscuta, a dimostrare l’avvenuta traslocazione del metallo da ospite a parassita. A questo proposito, la microscopia ottica ha permesso di osservare evidenti connessioni austoriali tra cuscuta e carota; tali connessioni, formate nei punti di contatto tra cuscuta ed i piccioli fogliari di carota, erano caratterizzate da “protrusioni finger-like” ed elementi vasali anulati. Come determinato in HPLC abbinata a spettrometria di massa, sia carota che cuscuta hanno risposto ai trattamenti con Cd sintetizzando fitochelatine; tuttavia, inaspettatamente, cuscuta ha prodotto fitochelatine anche in assenza dei trattamenti con Cd, facendo ipotizzare in questo senso una sintesi di tali peptidi indotta da metalli essenziali quali rame (Cu) e zinco (Zn), presenti nel mezzo di coltura liquido e nei tessuti di carota. In effetti, la presenza costitutiva dell’enzima fitochelatina sintasi, attivata anche da altri metalli oltre che dal Cd, è stata confermata in cuscuta mediante western blotting, impiegando un anticorpo policlonale contro la fitochelatina sintasi di Brassica juncea (BjPCS1).