Effetti dello stress osmotico sull'espressione di geni della via metabolica del trealosio durante l'imbibizione dei semi di Medicago truncatula.

Seeds are essential for plant propagation and effective seed germination is crucial for successful plant breeding leading to enhanced crop yields. Seeds maturation, associated with progressive dehydration, requires the acquisition of the desiccation tolerance trait. However, when seeds germinate this trait is lost. The trehalose pathway has a crucial role in the protection of cellular components against desiccation, but till now it has been mostly investigated in desiccation tolerant organisms like resurrection plants and yeast. The role of trehalose pathway in seed germination has not been elucidated yet. Germination starts with seed imbibition. If this early step occurs in presence of osmotic agents, water uptake is delayed resulting in oxidative damage that will compromise successful germination. In order to assess the possible role(s) played by the trehalose pathway in the context of seed germination in presence/absence of oxidative stress, an investigation was carried out in the model legume Medicago truncatula. A bioinformatic approach was used to identify the M. truncatula genes acting in trehalose pathway whereas their expression profiles were analyzed by qRT-PCR in germinating seeds and seedlings treated with osmotic agents and salt stress.

I semi sono essenziali per la riproduzione delle piante e una germinazione efficiente è importante per poi poter effettuare miglioramento genetico nelle piante portando ad una migliore resa nei raccolti. La maturazione dei semi è associata ad una progressiva disidratazione che richiede di acquisire la capacità di sopportare il disseccamento. Quando il seme germina questa caratteristica di tolleranza al disseccamento viene persa. La via metabolica del trealosio ha un ruolo cruciale nella protezione delle componenti cellulari dal disseccamento, ma fino ad ora è stata studiata in organismi resistenti al disseccamento come le cosiddette “piante della resurrezione” e il lievito. Il ruolo della via metabolica del trealosio nella germinazione dei semi non è stato ancora chiarito. La germinazione inizia con l’imbibizione del seme. Se questa prima fase si verifica in presenza di agenti osmotici l’ingresso di acqua viene ritardato, questo può portare danno ossidativo che compromette il successo della germinazione. Per verificare il possibile ruolo (o i possibili ruoli) della via metabolica del trealosio nel contesto della germinazione in presenza/assenza di danno ossidativo uno studio è stato fatto sul legume modello Medicago truncatula. Un approccio bioinformatico è stato utilizzato per identificare i geni di M.truncatula che agiscono nella vita metabolica del trealosio e la loro espressione è stata analizzata tramite la qRT-PCR durante la geminazione nei semi e nelle corrispettive plantule trattati con agenti osmotici e sottoposti a stress abiotico da presenza di sale.