ANALISI DEL RUOLO DEGLI STRIGOLATTONI NELLE SIMBIOSI TRA PIANTA E FUNGHI MICORRIZICI ARBUSCOLARI.

The aim of this thesis is to examine in detail the arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis between plants and fungi, focusing on the crucial role of strigolactones (SL) in this process. Strigolactones, a class of plant hormones, play a key role in promoting the interaction between plants and mycorrhizal fungi. These hormones are released by the plant's roots, stimulating the branching of fungal hyphae and thus facilitating contact with the root itself. Arbuscular mycorrhizal symbiosis is one of the most widespread in the plant world, with over 70% of vascular plants able to benefit from it. This type of association allows plants to improve nutrient and water uptake, especially under abiotic stress conditions such as drought or nutrient scarcity. The thesis also delves into the role of specific strigolactones, such as Orobancheol, and their ability to influence the composition of the root microbiome, selecting microorganisms that are beneficial for the plant. The thesis analyzes various plant species, including rice, tomato, and lettuce, demonstrating how AM symbiosis can increase plants' tolerance to water and nutrient stress. The experiments reported show an increase in root colonization by AM fungi under water stress conditions, which enhances plant survival and growth in hostile environments; in lettuce, for example, a significant increase in colonized roots was observed, confirming the importance of AM symbiosis in protecting plants against adverse environmental conditions. Another aspect addressed is the molecular dialogue between plants and AM fungi, particularly the role of strigolactones in signaling and activating the mechanisms leading to the formation of the symbiosis. The studies reported suggest that further research on this dialogue could expand the number of possible applications in the agri-food sector, improving plant resilience in environments with limited resources. In conclusion, this thesis highlights the potential of arbuscular mycorrhizal symbiosis not only as a tool to enhance nutrient and water uptake by plants but also as a strategy to increase their tolerance to abiotic stresses. Understanding the mechanisms regulating this symbiosis and the central role of strigolactones could lead to the development of new techniques to improve agricultural productivity in the context of modern climate change.

L'obiettivo di questa tesi è esaminare in dettaglio la simbiosi micorrizica arbuscolare (AM) tra le piante e i funghi, concentrandosi sul ruolo cruciale degli strigolattoni (SL) in questo processo. Gli strigolattoni, una classe di ormoni vegetali, svolgono un ruolo chiave nel favorire l'interazione tra la pianta e i funghi micorrizici. Questi ormoni vengono rilasciati dalle radici della pianta, stimolando la ramificazione delle ife fungine e facilitando così il contatto con la radice stessa. La simbiosi micorrizica arbuscolare è una delle più diffuse nel mondo vegetale, con oltre il 70% delle piante vascolari capaci di beneficiarne. Questo tipo di associazione permette alle piante di migliorare l'assorbimento di nutrienti e acqua, specialmente in condizioni di stress abiotico come la siccità o la scarsità di nutrienti. Il lavoro approfondisce anche il ruolo di specifici strigolattoni, come l’Orobancolo e la loro capacità di influenzare la composizione del microbioma radicale, selezionando microrganismi utili per la pianta. La tesi analizza diverse specie vegetali, tra cui riso, pomodoro e lattuga, dimostrando come la simbiosi AM possa aumentare la tolleranza delle piante allo stress idrico e nutritivo. Gli esperimenti riportati rivelano un incremento della colonizzazione radicale da parte dei funghi AM in condizioni di stress idrico, il che favorisce la sopravvivenza e la crescita delle piante in ambienti ostili; in lattuga, ad esempio si è osservato un aumento significativo di radici colonizzate confermando l'importanza della simbiosi AM nella protezione delle piante contro le condizioni ambientali avverse. Un altro aspetto trattato è il dialogo molecolare tra le piante e i funghi AM, in particolare il ruolo degli strigolattoni nella segnalazione e nell'attivazione dei meccanismi che portano alla formazione della simbiosi. Gli studi riportati suggeriscono che ulteriori ricerche su questo dialogo potrebbero aumentare il numero di possibili applicazioni in ambito agroalimentare, migliorando la resistenza delle piante in ambienti con risorse limitate. In conclusione, questa tesi sottolinea il potenziale della simbiosi micorrizica arbuscolare non solo come strumento per migliorare l'assorbimento di nutrienti e acqua da parte delle piante, ma anche come strategia per aumentarne la tolleranza agli stress abiotici. La comprensione dei meccanismi che regolano questa simbiosi e il ruolo centrale degli strigolattoni potrebbero portare allo sviluppo di nuove tecniche per migliorare la produttività agricola nei moderni contesti di cambiamento climatico.