L'emergenza climatica in atto sta portando ad un intensificazione della gravità e dell'intensità degli eventi climatici avversi come siccità, ondate di calore, gelo, inondazioni ed un innalzamento del livello dei mari. Questo si ripercuote sia sulla salute dell'uomo che sull'economia. In particolare, l'agricoltura vede nel cambiamento climatico una crescente minaccia. Infatti, attualmente questo fenomeno sta causando gravi danni alle principali colture andando a ridurre le rese agricole con conseguente diminuzione della disponibilità di cibo a livello mondiale. In un'ottica di Food Security e Food Safety risulta essenziale trovare soluzioni che non vadano a peggiorare l'attuale situazione ambientale e climatica e che permettano il sostentamento di una popolazione in costante crescita. A tal proposito i biostimolanti microbici e minerali possono essere una valida soluzione da affiancare alle attuali pratiche agricole. Questi potrebbero portare ad una riduzione dell'impatto che l'agricoltura ha sugli ecosistemi, mantenendo rese elevate e aumentando la resilienza a stress biotici e abiotici delle attuali colture. In questo lavoro viene valutato come l’utilizzo di un biostimolante a base minerale di calcio (Ca) e silicio (Si) possa avere degli effetti sullo stress ipossico indotto dal ristagno di acqua. La specie utilizzata in questo esperimento è Lactuca sativa, varietà Canasta. L'analisi viene fatta valutando parametri di stress ossidativo come la malonialdeide (MDA), la presenza di specie radicali che dell'ossigeno (ROS) come il perossido di idrogeno (H2O2), il quantitativo di pigmenti fotosintetici nelle foglie, la produzione di soluti osmocompatibili e attraverso analisi morfo-anatomiche. Lo stress ipossico ha causato una diminuzione della produzione di biomassa legato alla chiusura degli stomi oltre alla riduzione generale del quantitativo di pigmenti fotosintetici. Inoltre ha causato una riduzione significativa dell'area fogliare nei controlli stressati, cosa che non è avvenuta nelle piante trattate in quanto la foglia ha mantenuto un'area costante, con un incremento significativo della densità somatica nella fase di recupero per le piante stressate e trattate rispetto ai controlli stressati. Il perossido di idrogeno mostrava una concentrazione maggiore già al T0, trascurando il ruolo di molecola segnale, questo può indicare come il trattamento possa aver avuto un effetto priming su tali piante. Questo può aver stimolato la produzione di prolina che è risultata significativamente maggiore nelle trattate stressate. Questa maggiore concentrazione di H2O2 può essere legata al quantitativo maggiore di MDA nella pianta, ma la maggior concentrazione di prolina può aver favorito un equilibrio osmotico riducendo il danno ossidativo. Tuttavia risulta necessario approfondire con ulteriori esperimenti indagando anche il variare dell’espressione a seguito dell’utilizzo di questo biostimolante in condizioni di waterlogging Questo con l'obiettivo di favorire la crescita di un'agricoltura sempre a più basso impatto ambientale e aumentare la salute dell'uomo.

Valutazione dell'effetto di un biostimolante sulle risposte di Lactuca sativa allo stress indotto da ipossia radicale.

CALDO, FRANCESCO
2021/2022

Abstract

L'emergenza climatica in atto sta portando ad un intensificazione della gravità e dell'intensità degli eventi climatici avversi come siccità, ondate di calore, gelo, inondazioni ed un innalzamento del livello dei mari. Questo si ripercuote sia sulla salute dell'uomo che sull'economia. In particolare, l'agricoltura vede nel cambiamento climatico una crescente minaccia. Infatti, attualmente questo fenomeno sta causando gravi danni alle principali colture andando a ridurre le rese agricole con conseguente diminuzione della disponibilità di cibo a livello mondiale. In un'ottica di Food Security e Food Safety risulta essenziale trovare soluzioni che non vadano a peggiorare l'attuale situazione ambientale e climatica e che permettano il sostentamento di una popolazione in costante crescita. A tal proposito i biostimolanti microbici e minerali possono essere una valida soluzione da affiancare alle attuali pratiche agricole. Questi potrebbero portare ad una riduzione dell'impatto che l'agricoltura ha sugli ecosistemi, mantenendo rese elevate e aumentando la resilienza a stress biotici e abiotici delle attuali colture. In questo lavoro viene valutato come l’utilizzo di un biostimolante a base minerale di calcio (Ca) e silicio (Si) possa avere degli effetti sullo stress ipossico indotto dal ristagno di acqua. La specie utilizzata in questo esperimento è Lactuca sativa, varietà Canasta. L'analisi viene fatta valutando parametri di stress ossidativo come la malonialdeide (MDA), la presenza di specie radicali che dell'ossigeno (ROS) come il perossido di idrogeno (H2O2), il quantitativo di pigmenti fotosintetici nelle foglie, la produzione di soluti osmocompatibili e attraverso analisi morfo-anatomiche. Lo stress ipossico ha causato una diminuzione della produzione di biomassa legato alla chiusura degli stomi oltre alla riduzione generale del quantitativo di pigmenti fotosintetici. Inoltre ha causato una riduzione significativa dell'area fogliare nei controlli stressati, cosa che non è avvenuta nelle piante trattate in quanto la foglia ha mantenuto un'area costante, con un incremento significativo della densità somatica nella fase di recupero per le piante stressate e trattate rispetto ai controlli stressati. Il perossido di idrogeno mostrava una concentrazione maggiore già al T0, trascurando il ruolo di molecola segnale, questo può indicare come il trattamento possa aver avuto un effetto priming su tali piante. Questo può aver stimolato la produzione di prolina che è risultata significativamente maggiore nelle trattate stressate. Questa maggiore concentrazione di H2O2 può essere legata al quantitativo maggiore di MDA nella pianta, ma la maggior concentrazione di prolina può aver favorito un equilibrio osmotico riducendo il danno ossidativo. Tuttavia risulta necessario approfondire con ulteriori esperimenti indagando anche il variare dell’espressione a seguito dell’utilizzo di questo biostimolante in condizioni di waterlogging Questo con l'obiettivo di favorire la crescita di un'agricoltura sempre a più basso impatto ambientale e aumentare la salute dell'uomo.
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