RICERCA ITALIANA     

Regolazione dello sviluppo e dell'habitus vegetativo di piante coltivate attraverso metodologie transgeniche: valutazione agonomico-molecolare delle interazioni ecofisiologiche e impatto ambientale

Università degli Studi della Tuscia

Abstract

In questa proposta 6 UR competenti in studi agronomici, fisiologici, genetici e molecolari, si coordinano per studiare aspetti interattivi dei segnali ambientali ed endogeni, regolanti lo sviluppo di piante coltivate di forte interesse agronomico ed economico: agrumi, ciliegio e pomodoro. L'approccio metodologico è integrato con ricorso a tecniche innovative quali, transgenosi e mutanti dello sviluppo. Il materiale biologico allo studio è stato ottenuto dalle UURR in precedenti ricerche su geni dei fitocromi, geni rol (ciliegio e Citrus), e costrutti con promotori inducibili da auxina (pomodoro). Le modifiche nell'architettura della pianta hanno un ruolo chiave nell'aumentare e stabilizzare la produzione quanti-qualitativa, la resistenza a stress abiotici, l'intercettazione della luce e l'efficienza fotosintetica, l'induzione e sviluppo fiorale, l'allegagione, la fruttificazione. I geni del fitocromo codificano per recettori che traducono l'informazione fisica della luce (red, far red) in quella biochimica e molecolare, regolando numerosi geni dei processi fisiologici e morfologici sottesi allo sviluppo. La luce ha quindi un ruolo energetico per la fotosintesi e regolativo per llo sviluppo. I fitocromi interagiscono con il sistema ormonale endogeno e insieme concorrono all'informazione utile alla pianta per scegliere la strategia più idonea per l'adattamento plastico all'ambiente. Queste complesse interazioni governano dinamicamente l'architettura della pianta, regolando dominanza apicale, ramificazione, sindrome di fuga dall'ombra, allocazione dei fotosintetati, induzione e sviluppo fiorale, aspetti chiave nella moderna ortofrutticoltura di qualità e a basso impatto ambientale. Obiettivi prioritari del progetto sono: modificare l'informazione genetica per evidenziare nuove, potenziali strategie genetico-fisiologiche interagenti con l'ambiente di coltivazione; valutare in pomodoro le reti informative genetico-fisiologiche e le loro interazioni nel corso dello sviluppo fino alla formazione del fiore; valutare l'impiego della transgenosi come metodo innovativo di ricerca e di possibile impiego nel miglioramento genetico; approfondire le conoscenze sull'interazione tra i fattori luce e ormoni, per comprendere il loro ruolo nel determinismo dell'architettura della pianta; valutare in piante in contenitore le interazioni tra il sistema radicale di genotipi wild type, transgenici e mutanti, e le popolazioni microbiche del suolo totali, antagoniste, patogene; valutare in piante allevate in contenitore le interazioni tra il sistema radicale di genotipi wt, transgenici e mutanti, e la microfauna e microflora del suolo; accertare se i mutanti di ciliegio e di pomodoro, interagendo con la luce, assumono strategie adattative diverse da quelle manifestate dai corrispondenti genotipi transgenici e wild type. Le specie scelte, oltre che importanti nel settore agrotecnico e dell'industria alimentare, costituiscono specie modello per la ricerca (pomodoro) o di forte impatto per l'ambiente (agrumi e ciliegio). Le metodologie e le tecniche possedute dalle singole UURR, la disponibilità della dotazione strumentale necessaria per lo sviluppo del progetto proposto, sono la base per un coerente ed efficace svolgimento delle attività di ricerca a sostegno della fattibilità e opportunità di questo progetto. In una prospettiva economica i risultati acquisibili dal progetto, tra cui l'ottenimento di piante con diverso portamento, sono di grande interesse per l'agricoltura nazionale; l'Italia è fra i primi produttori europei di piante orticole e da frutto. Le ricadute a medio-lungo termine, delle conoscenze e delle tecniche che si origineranno dal progetto, apriranno interessanti prospettive di studio e applicazione collegabili alle punte più avanzate della ricerca scientifica agraria a livello internazionale. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Eddo RUGINI Università degli Studi della TUSCIA

Obiettivo del Programma di Ricerca

L'Italia è uno dei maggiori produttori mondiali di frutta e ortaggi con elevati quantitativi di prodotto vendibile esportato. Il mantenimento dell'attuale posizione richiede un continuo e dinamico rinnovamento del patrimonio genetico dei tipi coltivati, possibile solo se affiancato da una sempre più approfondita comprensione della fisiologia e degli effetti dell'agrotecnica sullo sviluppo della pianta e la sua produzione. Altri paesi investono risorse notevoli nel settore del miglioramento genetico e della ricerca sul processo di sviluppo delle piante; ne consegue che i nostri vivaisti e coltivatori pagano royalties per l'acquisto di cultivar, migliorate da altri paesi, che non sempre si adattano ai nostri ambienti. La produzione del 2000 di agrumi e ciliegie è stata del 31% sul totale, rappresentando una quota cospicua del comparto (rispettivamente di 30, e 1,9 milioni quintali annui). Gli elevati costi di produzione si riflettono pesantemente sui prezzi di mercato: nelll'ultimo biennio i prezzi al consumo delle ciliege hanno spesso superato i 3-4 euro/kg, con punte di 8-10 euro (Sansavini 2003). Il pomodoro, presente nel progetto come pianta modello, ha un'importanza mondiale e per il nostro paese è una specie orticola tipica, dove la produzione è destinata per il 73% all'industria conserviera e per il 27% al consumo fresco (ISTAT 2001). Inoltre, è una specie autofertile, facilmente propagabile sia per via gamica che agamica e si può allevare senza difficoltà anche in ambiente confinato. Grazie alle sue peculiari caratteristiche ed all'elevato numero di mutanti conosciuti, il pomodoro rappresenta una pianta modello per studi di genetica, fisiologia, biochimica e molecolare.
L'obiettivo della ricerca proposta è di arricchire le conoscenze sulla regolazione dello sviluppo e della crescita delle piante arboree, analizzando due fattori, uno ambientale, la luce, ed uno endogeno, il fattore ormonale, e le loro interazioni fisiologiche e molecolari. Poichè molti studi su questi fattori, fino ad ora, sono stati condotti, in gran parte, su piante erbacee, mentre poche sono le conoscenze su quelle arboree da frutto, il modello pomodoro è stato incluso anche per facilitare la comprensione dei dati che scaturiranno dagli studi sulle piante arboree.
In piante di ciliegio e di Citrus sovraesprimenti i geni fitocromo A (phyA) di riso e fitocromo B (phyB) di A. thaliana, implicati nella percezione della luce red e far red, e in piante esprimenti i geni rol di A. rhizogenes, implicati nella percezione e metabolismo ormonale, saranno condotti studi sulla regolazione dello sviluppo della chioma ed induzione fiorale. Le specie scelte hanno problemi inerenti il lungo periodo giovanile, il contenimento della taglia della pianta, l'induzione delle gemme a fiore ed epoca di fioritura, la crescita e la maturazione del frutto. Le modificazioni fenotipiche dei biotipi indotte dai geni inseriti e osservabili sui mutanti riguardano la dominanza apicale, lo sviluppo della chioma (taglia ridotta), lo sviluppo dell'apparato radicale, l'induzione e l'epoca di fioritura, la riduzione del periodo di giovanilità, la resistenza al freddo, l'allocazione degli assimilati, la sintesi e la traslazione degli ormoni, la differente esigenza fotoperiodica. Poiché scarse sono le esperienze sulle piante arboree da frutto, così come le conoscenze di come e di dove si inserisce il DNA alieno nel genoma ricevente, altre modifiche fenotipiche potrebbero essere osservate durante la ricerca. Un altro obiettivo è quello di valutare il numero di copie inserite per comprendere meglio l'integrazione ed espressione dei geni introdotti. L'isolamento dei geni phyA e phyB endogeni, lo studio della loro regolazione e della loro espressione in piante sovraesprimenti questi fotorecettori ed i geni implicati nella catena segnalatoria dei regolatori di crescita, potrà chiarire alcune risposte della pianta a fattori ambientali ed alle agrotecniche applicate. Particolare attenzione sarà posta alla "sindrome di fuga dall'ombra" che nelle piante arboree, in condizioni di elevata densità di impianto, assume un ruolo centrale nel determinare la crescita in altezza, accentuando la dominanza apicale e la vigoria della pianta. Tali adattamenti assunti dalla pianta in condizioni limitate di luce, agiscono anche sull'induzione fiorale, alternandola negli anni e spostandola sempre di più nelle zone esterne della chioma, con ripercussioni sugli aspetti quali-quantitativi della produzione. Gli studi ecofisiologici, di fotoregolazione dello sviluppo, da effettuarsi su piante transgeniche, mutate e selvatiche, permetteranno di individuare funzioni stabili della strategia di sviluppo della pianta, e funzioni temporanee dell'adattamento, dipendenti dalle oscillazioni dei fattori ambientali ed endogeni. Gli studi molecolari e bioinformatici sull'espressione differenziale dei geni forniranno utili indicazioni su tali funzioni, tramite l'analisi di sintenia funzionale con altre specie, e individueranno nuove vie di regolazione, e nuovi geni implicati nella risposta all'adattamento della pianta, utili per la costituzione di nuovi biotipi con il portamento modificato.
La biologia molecolare e le biotecnologie oggi rendono possibile la comprensione e la regolazione dello sviluppo e della forma delle piante arboree, consentendo di evitare o ridurre l'impiego di input energetici. La ricerca proposta focalizza l'attenzione sulla manipolazione di "geni nativi" (il fitocromo) e di geni che sono stati e sono naturalmente introgressi, nel corso dell'evoluzione, nel genoma di diverse specie di piante da parte dei batteri (geni rol), come dimostrato recentemente (Intrieri et al., 1999). Inoltre, le modificazioni che si intendono perseguire (risposte fotoperiodiche e alla qualità della luce, regolazione della sindrome di fuga dall'ombra e dell'architettura della pianta) sono uno strumento valido per la comprensione della fisiologia e dello sviluppo delle piante e non dovrebbero alterare significativamente il biochimismo delle parti eduli. La necessità di impiegare a fini di studio tali tecnologie è motivato dal fatto che nelle specie arboree le conoscenze e l'esistenza di mutanti per processi specifici sono limitate. La comprensione dei processi metabolici coinvolti nello sviluppo delle piante arboree e del pomodoro aiuterà ad effettuare interventi agronomici mirati, indirizzando verso una produzione di qualità, rispettosa dell'ambiente e della salute dell'uomo.
In relazione alla necessità di salvaguardare l'ambiente un ulteriore obiettivo di ricerca è l'acquisizione di conoscenze sulla dinamica dell'impatto del sistema radicale di piante wt, transgeniche (rol e phyA) e mutanti (ls, pro5::GUS) sulla microfauna e microflora del suolo, verificando l'eventuale modificazione della composizione quali-quantitativa microbica antagonista e patogena ed acquisizione di resistenza o suscettibilità nei confronti di patogeni diversi. Infine la possibilità di studiare con nuove tecnologie informatiche di acquisizione circa lo sviluppo della pianta in maniera non distruttiva permetterà di confrontare, in un ampio archivio, le informazioni scaturite non solo dagli studi sulle singole specie, ma anche di ricostruire temporalmente gli eventi in condizioni variabili. <<<

Risultati parziali attesi

Informazioni esaustive sull'efficienza rigenerativa di foglie, calli basali e internodi di germogli di Hedelfinger, Lapins e somaclone HS e informazioni almeno preliminari su Burlat C1.
- Piante di cultivars di ciliegio trasformate per il costrutto p35SGUSIntron, utili per lo studio dei processi rigenerativi e di trasformazione.
-Protocolli di rigenerazione e di crescita su terreno selettivo per i putativi trasformati.
- Protocolli di trasformazine biolistica utili per le specie arboree da frutto.
- Piante di ciliegio mutate per la percezione della luce.
- Piante di ciliegio transgeniche
-costruzione di librerie EST per citrus, ciliegio a pomodoro ottenute in condizioni di bassa attività luminosa
-Al termine dell'attività sarà possibile conoscere se le piante transgeniche studiate sono in grado di determinare modifiche significative, pregiudizievoli o vantaggiose, a carico delle popolazioni microbiche totali, antagoniste, patogene ed eventualmente introdotte per impiego in lotta biologica, e se le piante GM abbiano acquisito meccanismi di difesa dagli attacchi parassitari.
-Acquisizione di conoscenze sul ruolo svolto dai geni alieni sul comportamento vegetativo e su alcuni aspetti biochimici e fisiologici delle piante autoradicate e bimembri.
-Isolamento dei geni dei fitocromi e criptocromi di ciliegio e di citrus
-Piante transgeniche; ampliamento del campo di piante transgeniche c/o l'Università della Tuscia (VT)
-Messa a punto di metodologie non-distruttive con un sistema 3D scanner per la rilevazione in continuo della crescita utile per la costituzione di modelli di crescita di un genotipo di una specie poste a diverse condizioni sperimentali di luce e di trattamenti ormonali.
-Arricchimento delle conoscenze sull'influenza della qualità ed intensità della luce sullo sviluppo delle piante attraverso l'uso di piante transgeniche. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Il portamento dell'albero è il fattore più importante nella gestione agronomica dei fruttiferi (Fidighelli et al 2003). Dalla forma e dimensione dell'albero dipende la predisposizione ad una forma di allevamento e di conseguenza la necessità di applicare le tecniche di potatura più opportune (Hilaire et al 1995; Hilaire e Giauque 1994), al fine di favorire la produttività e la qualità, e di aumentare l'efficienza delle pratiche colturali, oltre a ridurre il costo e l'impatto ambientale. Nella moderna frutticoltura la ridotta dimensione è fondamentale per i frutteti ad alta densità, ed in assenza di adeguati genotipi (cultivars o portinnesti), negli impianti si verifica un ombreggiamento ed una modifica del microclima delle chiome, con una conseguente fruttificazione nelle zone esterne ed alte ed una elevata incidenza di patologie. Solamente per il melo e il pero esiste una gamma ampia di portinnesti nanizzanti. Le modifiche dell'architettura della pianta sono quindi essenziali per aumentare la stabilità e la qualità della produzione, la resistenza a stress abiotici, l'intercettazione della luce e la fotosintesi, l'induzione e sviluppo del fiore, ilallegagione, la riduzione dei costi e la tutela dell'ambiente (Peng et al 1999; Ward e Leyser 2004). La crescita della pianta è continua e modulare e si esplica sotto l'azione dei meristemi, ed i tempi e le frequenze dell'origine dei moduli sono controllati dall'informazione depositata nel codice genetico della pianta, dallo stadio di sviluppo e dalle condizioni ambientali in cui la pianta cresce. Le integrazioni di queste informazioni determinano, durante le "scelte" che la pianta compie per formare i moduli, una forte plasticità di adattamento che le permette di crescere ed espletare le potenzialità produttive (Leyser 2003). Anche l'induzione fiorale dipende dalle strategie scelte e dalla plasticità di adattamento che la pianta può assumere (Ward e Leyser 2004). Gli organi target dell'adattamento dell'architettura della pianta alle mutate condizioni ambientali sono il meristema apicale (MA) del fusto, e la sua iterazione nei rami, e i meristemi laterali (ML). Le branche si formano dai ML, formate all'ascelle delle foglie del MA, le quali possono rimanere dormienti o svilupparsi immediatamente. Il livello di ramificazione quindi dipende non solo dalla formazione del ML ma anche dalla sua susseguente attività. Gli eventi sottesi al processo richiedono un'integrazione di fattori ambientali, tra questi il più importante è la luce, fattori genetici e fattori ormonali, auxine, citochinine, acido abscissico (Tamas 1995; Greb et al 2003). La luce ha un duplice ruolo, di tipo energetico per la fotosintesi e di tipo regolativo, agendo sul portamento, lo sviluppo e la struttura della chioma con due tipi di risposta, la tolleranza all'ombra o la fuga dall'ombra (Morelli e Ruberti 2002). Le piante hanno evoluto una classe di fotorecettori che le permettono di monitorare la qualità, la durata, l'intensità e la direzione della luce (Quail 1995; Amhad 1999): fotorecettori assorbenti luce UV e blu, ed i fitocromi che assorbono luce red/far-red (Spalding 2003; Parks 2003; Liscum 2003). In Arabidopsis e pomodoro esiste una piccola famiglia genica che codifica per i fitocromi, phyA-phyE (Clark et al 1994). Ogni fitocromo può agire singolarmente oppure condividere con gli altri vie analoghe della catena di signalling, co-regolando uno stesso processo (Witelam e Devlin 1997; Eichenberg et al 2000; Møller et al 2002). L'informazione ricevuta dalle cromoproteine è trasformata in informazione biochimica e molecolare, ed i dimeri dei fitocromi, all'interno del nucleo, associandosi con fattori di trascrizione formano un complesso che regola l'espressione di una pletora di geni (Quail 2002;Kevei & Nagy 2003). Ogni fitocromo è fotoconvertibile alla forma inattiva dalla luce red, ed alla forma attiva dalla luce far-red, singolarmente o in associazione possono interloquire con fattori ambientali e endogeni della pianta, come ad esempio gli ormoni, regolando così trascrittomi complessi e specifici per i diversi pathways di segnalazione e regolazione della sopravvivenza, dello sviluppo e delle strategie di adattamento (Ma et al 2001). I fitocromi regolano i ritmi circadiani, la dominanza apicale, l'induzione fiorale, la crescita e maturazione dei frutti, l'attività fotosintetica e distribuzione degli assimilati, la traspirazione e sintesi e regolazione dell'azione degli ormoni (Muleo e Thomas 1997; Deng & Quail 1999; Smith 2000), ed alcuni regolano le risposte di adattamento. La sindrome di fuga dall'ombra è un esempio di interazione tra i PHYs (Devlin et al 1999), in base alla percezione iniziale del rapporto luminoso red/far-red che si forma all'interno di una comunità densa di piante. A valle della percezione si attiva una notevole ramificazione della catena segnalatoria che evoca risposte quali: maggiore crescita del fusto, aumento della dominanza apicale e riduzione della ramificazione (Henning et al 1999). La sindrome di fuga dall'ombra è cruciale per le piante da frutto ed orticole che crescono in una comunità affollata determinando una conformazione della chioma non desiderata. Piante transgeniche per phyA e phyB di tabacco, patata, arabidopsis, del potinnesto M26 di melo, e di crisantemo mostrano una chioma ridotta (Robson et al 1996; Yanovsky et al 1998; Holefors et al 2000; Zheng & Yang 2001). Germogli di ciliegio sovraesprimenti il phyA hanno aumentato la crescita del fusticino e ridotto la ramificazione (Muleo & Iacona 1998). In condizioni simulate di chiome dense il basso tasso di red/far-red ha regolato diversamente il portamento, l'allungamento del tronco, la ramificazione e gli angoli di inserzione ed estensione dei rami delle piante Colt wt rispetto a quello delle trasformate, con modifiche (Muleo et al 2003). Modifiche della chioma sono state osservate anche nel citrange (Latini et al 2003; Distefano et al 2004). Queste osservazioni indicano che le modifiche molecolari apportate ai fotorecettori sono impiegabili nel controllo e nella regolazione dello sviluppo della chioma. Con le biotecnologie è possibile modificare anche la sintesi e la percezione che le piante hanno degli ormoni, che regolano a loro volta il portamento della chioma, lo sviluppo ed il destino dei diversi organi. La maggiore comprensione dei processi molecolari, biochimici e fisiologici degli ormoni aiuterebbe quindi l'attività del miglioramento genetico. La loro variazione quantitativa e qualitativa nei tessuti della pianta potrebbe essere "gestita" per regolare lo sviluppo della chioma. Gli ormoni controllano due aspetti dello sviluppo, la formazione dei ML, controllo apicale, (auxine, citiochinine), la loro dormienza e sviluppo in un nuovo germoglio, dominanza apicale, (ABA ed auxine). Tuttavia, altri processi delle piante sono regolati dagli ormoni, quali l'induzione fiorale, lo sviluppo e la crescita del frutto. Esistono diverse evidenze di una stretta relazione tra la luce e gli ormoni nell'azione che esercitano nel regolare lo sviluppo (Fankhauser 2002; Moller 2002). Il pomodoro è una specie diploide, autofertile, facilmente propagabile sia per via gamica che agamica e si può allevare senza difficoltà anche in ambiente confinato. Grazie alle sue peculiari caratteristiche ed all'elevato numero di mutanti conosciuti, esso costituisce una pianta modello per studi di genetica, fisiologia, biochimica e molecolare. Sono disponibili linee mutanti transgeniche per il costrutto genico costituito dal gene reporter uidA (GUS) e dalla sequenza regolativa del promotore inducibile da auxina pro5. Il costrutto pro5::uidA (GUS) permette di monitorare la localizzazione e la distribuzione dell'auxina evidenziabile quali-quantitativamente per via colorimetrica su sezioni istologiche di tessuti e organi in ogni stadio di sviluppo della pianta; la colorazione blu determinata dalla reazione dell'Xgluc risulta più o meno intensa a seconda della quantità di auxina presente nei tessuti e negli organi. Questo materiale è unico per ricerche a livello fisiologico e molecolare sull'interazione degli ormoni con stimoli ambientali (luce). Inoltre tra le linee mutanti di pomodoro transgeniche per tale costrutto, due in particolare mostrano fenotipo alterato nello sviluppo della pianta. Si tratta di uniflora (uf), che comporta la formazione di un singolo fiore e lateral suppressor (ls), che riduce la formazione dei meristemi apicali (SAMs), con soppressione dei germogli ascellari, dando luogo al solo stelo principale senza ramificazioni
L'inserimento stabile dei geni rol di A. rhizogenes in Actinidia -rolABC- (Rugini et al 1991), in Colt -T-DNA di A. rhizogenes- (Gutierrez-Pesce et al 1998) e in melo (Lambert e Tepfer, 1992), ha indotto modifiche analoghe a quelle indotte dal fitocromo: riduzione della lunghezza dell'internodo e dominanza apicale, aumento dell'apparato radicale e clorofilla (Cherry et al 1991; Whitelam & Harbered 1994; ). Inoltre, i geni rol hanno indotto una parziale modifica del geotropismo, un aumento della radiazione avventizia e una ridotta produzione di polline e semi (Jouanin et al 1987; Vilaine e Casse-Delbart 1987; Vilaine et al 1987). Le proteine rol sono probabilmente implicate in attività b-glucosidasiche, in grado di liberare auxine (proteina del rolB) e citochinine (proteina del rolC) attive nei tessuti trasformati (Estruch et al 1991a, 1991b). Un'attività tirosin-fosfatica associata a rolB è stata dimostrata e spiegherebbe la sua azione di potente morfogeno nella organogenesi mediata da auxine (Filippini et al 1996). Meno chiaro è il ruolo della proteina rolC che induce riduzione della crescita della pianta, perdita della dominanza apicale ed anticipo della fioritura (Oono et al 1987; 1990), con forte riduzione della lunghezza degli internodi in pero e arancio trifoliato (Bell et al 1999; Kaneyoshi e Kobayashi 1999). In alcune esperienze preliminari utilizzando le piante transgeniche come portinnesto: Actinidia, con i geni rolABC (Rugini et al 1996), Papaia (Rugini et al 1994) e portinnesto Colt transgenici per tutto il T-DNA di A. rhizogenes (Rugini e Gutierrez-Pesce 1994) sembrerebbe che alcuni dei prodotti dei geni (prodotti primari o secondari) potrebbero migrare dai tessuti trasformati nei non trasformati, indicando quindi la presenza di prodotti di neosintesi o di sovraproduzione traslocabili, come avviene in pisello e Arabidopis (Tumbull et al 2002; Stefan et al 2003). Non è da escludere che le piante sovraesprimenti i fitocromi possano sintetizzare prodotti che agiscono nei tessuti nontransgenici, come è stato dimostrato in patata (Jackson et al 1998). Da risultati ottenuti sulle piante di Actinidia transgeniche per i geni rol emergono indicazioni interessanti dal punto di vista agronomico: maggiore resistenza allo stress idrico, habitus compatto a ridotta dominanza apicale, internodi corti e foglie piccole, senza implicazioni sulla loro fertilità tali da compromettere la fruttificazione (Rugini et al 1996, 1997). Alla luce di questi dati emerge la possibilità di interessanti applicazioni dei geni del fitocromo e dei geni rol nel settore delle piante arboree, per incrementare la rizogenesi (rolB) e per ottenere nanizzazione (rolC, phyA e phyB) agendo sia sulle cultivars sia sui portinnesti. Le UR proponenti il progetto sono già in possesso di piante di ciliegio mutate (Piagnani et al, ), piante di ciliegio e citrange transgeniche per i geni rol e i geni phyA e phyB (Gentile, Distefano, Muleo , Latini) ed hanno gia iniziato interassanti studi sul loro comportamento ai fini non solo di conoscenza dei sistemi biologici ma anche ai fini applicativi. Resta ancora da affrontare in modo sistematico e approfondito la trasformazione di genotipi di buon valore agronomico e commerciale (Piagnani et al 2001, 2002), con caratteristiche fisiologiche diverse tra loro, le cui ricerche sono state limitate in precedenza dalla difficoltà di rigenerare. L'impiego delle piante geneticamente modificate (GM) apre numerose prospettive per il futuro dell'agricoltura, ma è indispensabile definire i rischi conseguenti al loro impiego anche in base a quanto stabilito nella Direttiva 2001/18/CE. Questa prevede, sulla base del principio precauzionale, che debbano essere adottate tutte le misure atte ad evidenziare gli effetti negativi sulla salute umana e sull'ambiente, valutando quest'ultimo caso per caso, ed individuando i comparti a rischio: suolo, acqua, aria, piante. Le ricerche condotte, sinora, hanno riguardato la valutazione del rischio nei confronti di acqua, aria, e piante, mentre poca attenzione è stata rivolta agli effetti sulla componente microbica del suolo (Lottmann et al 1999). La composizione quali-quantitativa degli essudati radicali è determinata da fattori genetici ed ambientali (Grayston et al 1998); tra questi possono essere ricordati le caratteristiche del substrato di crescita delle piante, gli stimoli dovuti all'insediamento di un patogeno nell'apparato radicale, le modifiche del bilancio ormonale della piante, che scaturirebbero anche dall'inserimento di geni alieni. La composizione degli essudati radicali influenza la popolazione microbica della rizosfera, esercitando un'azione promotrice, ovvero un'azione inibente e tossica, determinando le relazioni quali-quantitative tra gruppi microbici benefici, deleteri e neutrali. Le pseudomonadi fluorescenti sono un importante membro della comunità microbica associata alla rizosfera, per la loro capacità colonizzatrice della superficie radicale, per l'attività promotrice della crescita e per la loro attività come antagonisti di patogeni vegetali (O'Sullivan e O'Gara 1992; Patten e Glick 1996; Lugtenberg e Dekkers 1999). Perciò, questa popolazione è appropriata per analizzare i cambiamenti microbici nella rizosfera. Dai pochi studi condotti per determinare eventuali modifiche delle comunità microbiche associate alle piante GM (Siciliano e Germida 1999), i risultati ottenuti non sempre sono stati concordanti (Bruinsma et al 2003; Kowalchuk et al 2003). Alla luce di tali considerazioni, i cloni di agrumi, ciliegio e pomodoro, trasformati con i geni rol ABC e fitocromo sarebbero un ottimo materiale di indagine per approfondire le conoscenze sulla loro azione nei confronti della composizione della popolazione microbica della rizosfera, sia residente che introdotta (microrganismi antagonisti da usare in lotta biologica) (Lottmann e Berg 2001), e di fitopatogeni. <<<