Identificazione dei geni espressi nella fase intraradicale in un fungo simbionte micorrizico

La simbiosi, ovvero la condizione nella quale organismi di specie diverse vivono in una condizione di coesistenza strettamente integrata e persistente, è all'origine dell'evoluzione. Si tratta in effetti di un fenomeno molto diffuso nella biosfera. Le micorrize sono simbiosi che si stabiliscono tra le radici delle piante e alcuni funghi del suolo. A seconda delle particolari strutture anatomiche e del tipo di fungo e pianta coinvolti si possono distinguere diversi tipi di associazioni micorriziche. Le più diffuse sono le micorrize arbuscolari (AM) che si formano tra funghi appartenenti al phylum Glomeromycota e la maggior parte delle piante terrestri. La natura dell'interazione simbiotica tra l'ospite vegetale e i funghi AM è basata principalmente sullo scambio di nutrienti: i funghi AM migliorano la nutrizione minerale (fosforo, azoto) dell'ospite e, in cambio, ricevono composti del carbonio prodotti dal processo fotosintetico. Il fungo colonizza gli strati più interni del parenchima corticale dove differenzia, a livello intracellulare, gli arbuscoli (dal latino ¿arbusculum¿, piccolo albero). Qui raggiunge il grado maggiore di intimità con la cellula vegetale. Gli arbuscoli sono strutture effimere, con una vita stimata attorno ai 4-5 giorni, che si formano a partire dal ripetuto ramificarsi di un'ifa. A livello degli arbuscoli le ife, comprese le ramificazioni più fini, sono escluse dal citoplasma ospite grazie ad una membrana perifungina, nota come membrana periarbuscolare, derivata dall'invaginazione della membrana plasmatica della cellula vegetale. Gli arbuscoli sono una struttura chiave della simbiosi in quanto sono considerati il sito principale dello scambio di nutrienti. Durante le fasi tardive della micorrizazione nelle cellule colonizzate si assiste all'accumulo di specie reattive dell'ossigeno (ROS) che potrebbero aver un ruolo nel processo di differenziamento di tali strutture. Ma che sia il fungo o la pianta a produrre ROS non è noto. Nonostante il grande interesse che questa simbiosi solleva, i funghi AM restano organismi ancora molto enigmatici e i determinanti molecolari che controllano il differenziamento, il funzionamento e la senescenza dell'arbuscolo, restano ad oggi sconosciuti. Le difficoltà nello studio dei funghi AM sono dovute principalmente alla condizione di biotrofi obbligati e ad un'organizzazione genomica complessa. Anche il primo progetto di sequenziamento genomico dedicato ad un fungo AM (Glomus sp. isolato DAOM 197198) iniziato nel 2005 ha avuto una strada tortuosa e al momento non è ancora completato. Nonostante le difficoltà, i dati generati nel frattempo all'interno del consorzio, di cui il laboratorio presso cui si è svolta questa tesi è membro, costituiscono una risorsa preziosa. Questo lavoro di tesi ha avuto come punto di partenza i database nucleotidici e i risultati di un primo esperimento di microarray ottenuto nell'ambito del consorzio ed ha permesso di fare un primo passo verso la caratterizzazione dei geni fungini espressi nella fase intraradicale. In particolare è stata effettuata la validazione del profilo di espressione di una lista di 37 geni selezionati dall'analisi microarray. Grazie alla tecnologia del microdissettore laser accoppiata a saggi di RT-PCR semi-quantitativa, sono stati identificati 6 geni espressi in modo preferenziale negli arbuscoli. Purtroppo tutte le sequenze, con l'unica eccezione di un ipotetico trasportatore ABC, non mostrano similarità con sequenze già descritte