Interazione pianta-insetto: valutazione del danno da erbivoro su piante allevate in condizioni di stress abiotico

Le piante sono considerate un’importante fonte di cibo per tutta la popolazione mondiale e com-prendere come queste interagiscono con l’ambiente circostante permette di preservarle nonché di comprendere come fattori abiotici possono influenzare le interazioni con agenti biotici, come ad esempio gli insetti infestanti. Lo scopo di questa tesi è di studiare l’interazione pianta-erbivoro in piante sottoposte a stress abiotici. In particolare, sono state valutate piante di Cucumis sativus a seguito di un attacco da in-setto erbivoro (larve di Spodoptera littoralis). Gli stress abiotici considerati sono: stress idrico, carenza di ferro, eccesso di sale. La valutazione della relazione pianta-insetto in risposta ai diversi stress abiotici considerati è avvenuta mediante la raccolta di composti organici volatili emessi dalle piante durante l’attacco di erbivoro, la determinazione dell’area fogliare e del peso larvale prima e dopo l’attacco e l’analisi di alcune risposte della pianta indotte a livello radicale. A seguito della messa a punto di un sistema di allevamento e di induzione dei diversi stress con-siderati (abiotico e biotico) la raccolta di composti organici volatili ha permesso di osservare che i diversi stress abiotici alterano il volatiloma della pianta emesso durante l’attacco da erbivoro. Nello specifico, è stato osservato come in tutte le condizioni di stress la quantità di volatiloma emesso era alterata a seguito dell’attacco di larve di Spodoptera littorali. Tuttavia, le foglie alle-vate in condizione di stress salino e idrico risultavano meno appetibili per l’insetto, avendo mo-strato una minor area fogliare danneggiata. Infatti, in accordo con i dati ricavati dal calcolo dell’area fogliare e del peso larvale, le piante allevate in condizione di controllo e di carenza di ferro, risultavano maggiormente appetibili per le larve; mentre, in una condizione di stress salino odi stress idrico, la quantità di foglia mangiata è risultata minore. Al fine di valutare se l’attacco da erbivoro alterasse le risposte della pianta anche a livello radica-le, è stata valutata l’attività di riduzione del ferro radicale in piante Fe-carenti. A seguitodell’attacco biotico, tale attività veniva fortemente ridotta rispetto a piante Fe-carenti non sotto-poste all’erbivoro. Attraverso indagini molecolari è stato possibile osservare che l’espressionegenica di FRO1 (codificante per una Fe chelato reduttasi radicale) diminuiva a seguitodell’attacco. Di contro, l’espressione genica del trasportatore del Fe (IRT1) risultava notevolmen-te indotta a seguito dell’attacco. Tali risultati suggeriscono che durante l’attacco da erbivoro dellefoglie, la pianta è in grado di modulare le attività radicali, presumibilmente attraversol’attivazione di meccanismi di segnalazione sistemica. Questo lavoro di tesi ha permesso di sviluppare un piano sperimentale per i) la determinazionedei volatili emessi dalla pianta durante l’attacco da erbivoro, ii) il monitoraggio delle risposte chela pianta attiva a livello radicale e iii) il confronto simultaneo di più stress abiotici. La compren-sione dei meccanismi di interazione pianta-insetto in condizioni di stress abiotici consentirà diprevedere gli effetti del cambiamento climatico sulle comunità vegetali, e come questi si riflette-ranno sulle comunità animali.