Sviluppo di un protocollo per la sintesi in vitro di micorrize arbuscolari nell'antocerota modello Anthoceros agrestis ​

Le piante terrestri afferenti al clade delle embriofite si sono evolute a partire da alghe streptofite (carofite) circa 500 milioni di anni fa. La colonizzazione delle terre emerse da parte dei vegetali ha comportato la loro diversificazione nei gruppi monofiletici delle briofite e delle tracheofite (piante vascolari). Le prime, includono epatiche, muschi e antocerote, mentre le seconde ricomprendono licofite, felci, gimnosperme e angiosperme. Le antocerote costituiscono il clade più piccolo e meno diversificato all'interno delle briofite, composto da circa 220 specie diffuse principalmente nelle aree tropicali. Le antocerote presentano tratti unici che non si ritrovano in altre piante terrestri: l'orientamento della prima divisione dello zigote è longitudinale; lo sporofito manca di una seta, presenta stomi (forse analoghi a quelli delle piante superiori), produce spore verso l’alto in maniera continua e progressiva a partire da un meristema basale; presenta un solo cloroplasto (o pochi) per cellula e può contenere, in alcune specie, una struttura nota come pirenoide (tipica anche di molte alghe streptofite e di altri gruppi algali, ma non di altre piante terrestri); stabiliscono relazioni simbiotiche sia con cianobatteri endofitici sia con vari partner fungini (micorrize). Le ipotesi riguardo il Most Recent Common Ancestor (MRCA) delle piante terrestri sono ambigue: questo è in parte dovuto alla profonda divergenza dei tre gruppi di briofite, nonché di briofite e tracheofite, che ha fornito un ampio intervallo di tempo per il verificarsi di guadagni e/o perdite indipendenti di geni. Il confronto delle caratteristiche evolutive, fisiologiche e molecolari delle antocerote con quelle di muschi ed epatiche, consentirebbe di ottenere un quadro più accurato sulla natura dell'antenato comune delle briofite e di tutte le piante terrestri. Il mio lavoro sperimentale è finalizzato all’ottenimento delle condizioni ottimali per la coltura e propagazione in vitro di due isolati (Oxford e Bonn) di Anthoceros agrestis e lo sviluppo della simbiosi micorrizica arbuscolare in condizioni controllate. Tale risultato costituisce un passaggio fondamentale per raggiungere gli obiettivi di un più ampio progetto di ricerca che, anche attraverso l’espressione di marker fluorescenti, mira a chiarire alcuni aspetti molecolari e cellulari di questa interazione simbiotica per confrontarli con le risposte già note in altre piante modello e definire, su questa base, alcuni importanti aspetti filogenetici ed evolutivi della simbiosi micorrizica arbuscolare. In prospettiva, i risultati ottenuti permetteranno di indagare le risposte cellulari dell’antocerota per capire se siano analoghe ai processi di colonizzazione AM che conosciamo nelle piante superiori. Considerando, inoltre, che questa pianta sviluppa anche endosimbiosi con cianobatteri, potrebbe essere interessante confrontare le rispose fisiologiche alle due simbiosi, in cerca di eventuali tratti comuni.