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Firma molecolare della simbiosi tra piante e batteri

Comprendere i primi eventi di trasduzione del segnale che avvengono durante la simbiosi tra piante e batteri potrebbe aiutare l’agricoltura moderna e gli agricoltori.
Firma molecolare della simbiosi tra piante e batteri
I legumi vivono in modo simbiotico con i batteri del suolo chiamati collettivamente rhizobium. A questi batteri viene consentito di colonizzare e moltiplicarsi dentro le cellule della pianta in organi specializzati chiamati noduli. In cambio, essi fissano l’azoto atmosferico in ammoniaca, che può essere prontamente utilizzata dalla pianta come fonte di azoto.

Anche se la simbiosi tra legumi e rhizobium è ben attestata, si sa ancora poco sui primi eventi di trasduzione del segnale che creano questo rapporto. In questo contesto, il progetto finanziato dall’UE SYMBIOSIGNAL si è proposto di identificare proteine e geni coinvolti nella trasduzione simbiotica del segnale. Per analizzare i primi eventi di trascrizione che avvengono nelle radici, gli scienziati hanno utilizzato il legume Medicago truncatula come pianta modello.

Usando il sequenziamento di prossima generazione, essi hanno analizzato il profilo di trascrizione delle radici di M. truncatula nelle primissime fasi della simbiosi, concentrandosi sul ruolo della trasduzione del segnale del fattore Nod. Nell’analisi sono state usate piante mutate in varie componenti della via metabolica Nod, e sono stati identificati quasi 11 000 geni differenzialmente espressi. Tra questi geni, i ricercatori hanno scelto un certo numero di fattori di trascrizione coinvolti nella percezione dell’etilene e nella biosintesi, inclusa la superfamiglia del fattore AP2 sensibile all’etilene.

Il lavoro in corso mira a caratterizzare il ruolo dettagliato di questi geni in idonee piante mutanti o attraverso esperimenti di silenziamento. Vista l’importanza dell’etilene nella germinazione, nella maturazione del frutto e in altri processi della pianta, queste scoperte potrebbero essere tradotte in nuovi metodi per migliorare gli attuali sistemi agricoli e la resa delle colture.

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Keywords

Simbiosi, legumi, rhizobium, trasduzione del segnale simbiotica, fattore Nod, Medicago truncatula