Biotechnology of arsenic uptake and traslocation in plants (Solanum lycopersicum L.)

Il lavoro di ricerca di dottorato ha avuto come oggetto l'analisi a livello genetico e fenotipico della risposta di piante di pomodoro all'importante contaminante ambientale arsenico. La ricerca si è concentrata sulle interazioni genotipo-ambiente che portano varietà di pomodoro geneticamente diverse a reagire in modo differente alle stesse condizioni ambientali, con esperimenti in vitro e in serra che hanno coperto l'intero ciclo vitale delle piante. L'arsenico è stato studiato come contaminante inorganico presente in due forme chimiche, arseniato e arsenito, e i suoi effetti sono stati analizzati in una serie di varietà di pomodoro importanti per l'agricoltura italiana. Collaborazioni con aziende sperimentali e con James Hutton Institute (Regno Unito) hanno consentito di studiare nei dettagli il movimento delle forme di arsenico dal suolo ai tessuti delle piante, radici, foglie, steli e frutti. Una volta definite le diverse risposte rilevabili nelle varietà saggiate, si sono provate diverse pratiche agronomiche per migliorare le performance e minimizzare la contaminazione: aggiunta di silicati e impiego di biochar come ammendante. I risultati dimostrano innanzitutto che l’assunzione di arsenico nelle diverse forme e la sua traslocazione alle parti eduli sono molto diverse nelle diverse varietà. Analogamente, anche l'effetto dei silicati di riduzione della traslocazione è visibile solo in alcune cultivar, perché in altre si ottiene l'effetto contrario. L'aggiunta di biochar ha invece messo in luce gli effetti di questo ammendante sulla mobilità degli ioni nel suolo. Le ricerche sono state pubblicate in due articoli su riviste internazionali. La caratterizzazione della risposta all'arsenico è stata completata da analisi di espressione genica utilizzando geni candidati noti per essere coinvolti nella risposta delle piante a contaminanti inorganici.