Ruolo delle Specie Reattive dell’Ossigeno nei processi che regolano la germinazione e metodi per rilevarli.

Le sfide che l’umanità dovrà affrontare nel prossimo futuro riguardano principalmente i cambiamenti climatici e il loro impatto sulla produttività agricola. Lo sviluppo di tecniche eco-sostenibili che permettano di migliorare la qualità dei semi impiegati in agricoltura è una delle possibili strategie per incrementare la produttività agricola. In questo contesto, le tecniche di idropriming, basate sull’imbibizione controllata e successivo essiccamento del seme, rappresentano una valida opzione in quanto semplici, economiche ed efficaci. L’efficacia della tecnica è dovuta all’induzione precoce del “metabolismo pre-germinativo”, ovvero l’insieme delle reazioni che portano alla germinazione del seme. Una delle principali problematiche associate a questa tecnica è l’ottimizzazione dei tempi e dei trattamenti che possono ampiamente variare a seconda della specie e varietà considerate. Tra i principali eventi molecolari che caratterizzano questo processo, l’accumulo delle Specie Reattive dell’Ossigeno (ROS) riveste un ruolo particolarmente importante nella regolazione della germinazione. I ROS vengono prodotti durante la conservazione del seme in condizioni subottimali (temperatura, umidità elevate) e durante la germinazione con l’entrata dell’acqua che induce l’attivazione metabolica cellulare. La concentrazione dei ROS è regolata tramite diversi meccanismi enzimatici e non (di trasporto, di “scavenging” e di produzione). Nel presente elaborato di tesi è stata indagata la risposta a diversi protocolli di idropriming dei semi di cinque specie vegetali (Glycine max, Medicago sativa, Triticum aestivum, Solanum lycopersicum e Cucurbita maxima), sottoposti a diversi tempi di imbibizione. L’efficacia del trattamento è stata valutata tramite Test di germinazione e diversi indici analitici relativi alla percentuale, velocità e sincronia della germinazione dei diversi gruppi sottoposti ai vari trattamenti. I livelli dei ROS nei semi sottoposti ai diversi trattamenti sono stati valutati tramite due saggi biochimici: DCFH-DA (dichloro-dihydro-fluorescein diacetate) e FOX-1 (ferrous oxidation - xylenol orange). Le specie G. max (soia) e C. maxima (zucca) sono state selezionate per un’ulteriore analisi dello stato di stress ossidativo tramite microscopia a fluorescenza. Infine, la soia è stata selezionata per un'ulteriore analisi tramite PCR “realtime” quantitativa (qRT-PCR) per investigare i profili dell’espressione genica di sette geni codificanti per diversi enzimi coinvolti nei processi di produzione e eliminazione dei ROS. Le analisi riportate hanno mostrato l’efficacia del trattamento sulle performance germinative dei semi. I saggi applicati hanno evidenziato delle differenze tra i diversi trattamenti in merito ai livelli di accumulo di ROS. Sono state osservate delle possibili correlazioni fra i parametri germinativi e i livelli dei ROS.