Effetti di una nuova classe di analoghi sintetici degli strigolattoni sui funghi arbuscolari e sulle loro capacità simbiontiche

Le micorrize sono associazioni simbiontiche che si instaurano fra le radici delle piante e alcuni funghi del suolo. Le più diffuse sono quelle arbuscolari che coinvolgono funghi micorrizici arbuscolari (AM) appartenenti al Phylum Glomeromycota. Durante la simbiosi vengono originate strutture dette arbuscoli all’interno delle cellule della radice colonizzata. A livello di queste avvengono gli scambi di nutrienti: il fungo cede le sostanze minerali assorbite dal terreno, mentre la pianta cede C organico derivato dalla fotosintesi. Affinché sia possibile l’instaurarsi della simbiosi la pianta rilascia nel terreno essudati radicali contenenti molecole segnale che hanno il compito di stimolare la crescita e la ramificazione del micelio fungino verso le radici. Tali molecole sono definite “Branching factors” e sono state caratterizzate chimicamente e inserite nella categoria degli “strigolattoni”. Esse sono alla base del dialogo tra piante e funghi AM e sono anche in grado di indurre la germinazione dei semi di piante infestanti come quelle dei generi Striga ed Orobanche.
Nel mio lavoro sperimentale ho saggiato l’azione sul fungo AM Gigaspora margarita di due analoghi sintetici degli strigolattoni: PLN655, sviluppato nei laboratori della Prof.ssa Cristina Prandi, e GR24, usato come controllo positivo vista la sua attività come “Branching factor” ormai accettata ed illustrata in letteratura. In seguito è stato valutato l’effetto di PLN655 e GR24 sulla stimolazione della crescita dei funghi AM in un sistema recalcitrante alla micorrizazione, quale il gametofito della felce Pteris vittata. Ho ricercato le cause di questa recalcitranza analizzando sia la morfologia del gametofito che l’effetto di questo sui primi stadi di sviluppo di due funghi AM lontani filogeneticamente: Gigaspora margarita e Glomus intraradices.
I risultati hanno messo in evidenza che sia GR24 che PLN655 sono in grado di indurre la ramificazione delle ife, e parallelamente sembrano essere in grado di inibire la germinazione delle spore. L’effetto “branching” sembra però essere correlato alla metodica utilizzata per somministrare le molecole. Non è stata evidenziata alcuna inibizione da parte del gametofito di P. vittata su germinazione delle spore e crescita del micelio presimbiontico, ma né PLN655 né GR24 sono stati in grado di rendere possibile l’interazione tra funghi AM e gametofito. L’analisi morfologica svolta ha offerto alcune interessanti informazioni che potrebbero spiegare questa non-micorrizabilità: il gametofito risulta essere composto da strati prevalentemente unicellulari, non sono presenti cellule specializzate e queste sono tutte particolarmente ricche di cloroplasti e granuli di amido.
Dal mio lavoro di tesi si deduce che: PLN655 è in grado di agire come “Branching factor” nei confronti dei funghi AM, ma essendo attivo a concentrazioni più alte rispetto a GR24 è probabilmente meno efficace di quest’ultimo; inibisce (come anche GR24) la germinazione delle spore e ciò è in contrasto con il loro effetto inducente la germinazione di semi di piante infestanti come Striga. Probabilmente i meccanismi di germinazione sulle spore fungine e sui semi sono diversi. PLN655 e GR24 non sono in grado di rendere possibile la micorrizazione del gametofito di P. vittata. La recalcitranza del sistema può essere conseguenza delle sue caratteristiche citologiche: cellule per lo più organizzate in un unico strato, assenza di specializzazione e attività fotosintetica.