Studio delle risposte fisiologiche e molecolari allo stress idrico in diversi genotipi di frumento

Il grano duro (Triticum durum) è una coltura di fondamentale importanza per il fabbisogno alimentare mondiale, tanto che si attesta come la coltura di base in molti Paesi, tra cui il bacino del Mediterraneo. La resa produttiva è limitata sempre più dal cambiamento climatico e, in particolare, dalla siccità. In condizioni di siccità le piante attivano modificazioni morfologiche, fisiologiche e molecolari in risposta alla condizione di stress. Il presente lavoro di tesi si inserisce nel progetto internazionale EXPLOWHEAT (bando PRIMA 2019), finalizzato ad indentificare varietà di grano duro resistenti alla siccità. In particolare, sono state valutate le differenze morfo-fisiologiche e molecolari di alcune varietà di grano duro in risposta allo stress idrico. La condizione di stress è stata imposta sia allevando le piante in coltura idroponica (mediante l’aggiunta di polietilenglicole al 10%) sia in terra (condizione di stress – 40% umidità del terreno). In particolare, sono state analizzate le differenze in termini di biomassa di germoglio e radici dopo una settimana di coltivazione idroponica, il contenuto di anioni (fosfato, nitrato, solfato e anione cloro) mediante elettroforesi capillare, l’espressione dei geni coinvolti nella risposta allo stress idrico (RT-qPCR), sia nelle radici che nel germoglio (TdDHN15.3, TdWRKY2, TdDRF1, TdSHN1, TdSULTR1.1 e TdSULTR1.3, TdSAT1 e TdOASTL), per poi confrontare i dati con le varietà coltivate in rhizobox, valutando la biomassa, l’area fogliare e la traspirazione nel tempo (37 giorni di esperimento) ed eseguendo saggi spettrofotometrici (Folin- Ciôcalteu e saggio FRAP), per quantificare il contenuto di polifenoli e di antiossidanti. I genotipi di frumento duro studiati sono: Svems1, Svems16, Etrusco, Senatore Cappelli, Bulel, Svevo, Creso. I risultati ottenuti hanno permesso di osservare che, in coltura idroponica, i genotipi Svems16, Bulel e Svems1 mostravano una maggiore induzione dei geni di risposta allo stress idrico e un minor rapporto di biomassa shoot/root, suggerendo un maggior sviluppo dell’apparato radicale. Tali osservazioni sono state confermate anche in rhizobox; infatti, Svems16, Svems1 e Svevo mostravano una traspirazione fogliare inalterata in condizioni di stress idrico. Questi dati hanno fornito importanti informazioni per l’identificazione di genotipi di frumento duro con un maggior grado di tolleranza allo stress idrico.