Abstract
La fragola, frutto molto diffuso e di rilevanza economica nel comparto agricolo, ha effetti benefici per la salute umana, grazie al suo contenuto di composti bioattivi. Tuttavia, il contenuto di queste sostanze è strettamente correlato allo stato nutrizionale della pianta e può essere influenzato dal verificarsi di condizioni di carenza nutrizionale (ad esempio ferro (Fe)ofosforo (P)). Per superare queste due condizioni di stress nutrizionale, le piante hanno evoluto meccanismi differenti, che molto spesso implicano il rilascio di essudati radicali. I meccanismi biochimici e molecolari alla base dell'essudazione radicale e la loro regolazione sono tuttavia ancora poco conosciuti in particolare per quanto riguarda le piante arboree. Obiettivo di questo lavoro è stato pertanto quello di caratterizzare il pattern di essudazione radicale di piante di Fragaria x ananassa cv. Elsantasottoposte a variabile disponibilità di Fe e P, analizzando i cambiamenti a livello del metaboloma dei tessuti radicali e l'espressione di geni putativamente coinvolti nel rilascio di essudati. A questo scopo, le piante sono state allevate per 9 settimane in soluzione idroponica (controllo, -Fe, -P), procedendo settimanalmente alla raccolta degli essudati radicali. Inoltre sono stati misurati i valori di SPAD e il pH delle soluzioni di rilascio. Gli essudati radicali sono stati analizzati mediante HPLC e il contenuto dei nutrienti nei tessuti vegetali è stato determinato mediante ICP-OES. Infine tessuti radicali sono stati raccolti per l ́analisi dei metaboliti e dell'́espressione genica mediante Realtime RT-PCR. I risultati hanno mostrato un rilascio di citrato in tutte le tre condizioni di allevamento; tuttavia, dalla terza settimana dopo la comparsa dei primi sintomi di carenza, tale rilascio aumenta significativamente rispetto alle piante controllo, raggiungendo incrementi del +250% in Fe carenza e del +300% in P carenza. Parallelamente si è osservata una significativa acidificazione del mezzo di crescita in entrambi i trattamenti. L ́analisi dei metaboliti ha evidenziato come le due carenze influenzino in modo diverso l'intero metabolismo, nonostante alcuni metaboliti siano similmente accumulati nelle radici in entrambe le condizioni. Infine l'analisi dell ́espressione genica ha evidenziato per la prima volta che almeno due membri della famiglia dei trasportatori MATE e un membro della famiglia H+-ATPasi della membrana plasmatica sono coinvolti sia nella risposta alla P- che a quella alla Fe-carenza in piante di fragola.