Abstract
In condizioni di limitata disponibilità di fosforo (P) e ferro (Fe) alcune specie vegetali quali Lupinus albus sviluppano particolari radici (proteoidi) capaci di rilasciare nella rizosfera consistenti quantità di essudati. Tra questi composti è stato dimostrato che un flavonoide, la genisteina, partecipa alla mobilizzazione del P e Fe da fonti scarsamente disponibili presenti nel suolo. Tuttavia ad oggi mancano informazioni sui trasportatori di membrana coinvolti nel processo di rilascio. Pertanto, nel presente lavoro sono state condotte analisi molecolari su piante di lupino bianco al fine di caratterizzare il trasporto transmembrana di questo composto. Analisi differenziale di espressione genica in tessuti che rilasciano quantità molto diverse di genisteina ha permesso di individuare un gene (LaMATE2) codificante per un trasportatore della famiglia MATE (Multidrug-And-Toxic-compound-Extrusion), omologo a trasportatori coinvolti nei movimenti trans-membrana di composti fenolici. Al fine di caratterizzare a livello molecolare la funzionalità di questo gene sono state prodotte, mediante tecnica di RNA silencing, piante di lupino “silenziate” per il gene LaMATE2. L'analisi degli essudati raccolti da radici proteoidi di queste piante ha evidenziato come il silenziamento comprometta la loro capacità di rilascio di genisteina. La sequenza codificante di tale trasportatore è stata successivamente isolata ed espressa in appositi vettori che consentissero la sua localizzazione a livello subcellulare. In protoplasti di Arabidopsis, la proteina di fusione LaMATE2-GFP ha mostrato un segnale fluorescente in corrispondenza della plasmalemma. Tale evidenza sperimentale è stata quindi supportata da ulteriori indagini volte a caratterizzare l‟attività di trasporto in sistemi isolati, quali espressione eterologa di LaMATE2in vescicole di lievito. Mediante tale approccio sperimentale è stata verificata la capacità di LaMATE2 di trasportare [3H]-genisteina. La caratterizzazione funzionale del trasportatore in lievito ha inoltre dimostrato che questa proteina media il trasporto attraverso la membrana di flavonoidi sfruttando il gradiente elettrochimico trans-membrana di protoni. In conclusione con questo studio è stato possibile isolare e caratterizzare funzionalmente il primo trasportatore di flavonoidi coinvolto nel rilascio di essudati radicali nella rizosfera.