Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • CHEMISTRY; METALLURGY
    • BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
      • APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY (installation for fermenting manure A01C3/02; preservation of living parts of humans or animals A01N1/02; physical or chemical apparatus in general B01; malting or mashing apparatus C12C1/00; brewing apparatus C12C13/00; fermentation apparatus for wine C12G; apparatus for preparing vinegar C12J1/10)
      • MICRO-ORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF (biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing micro-organisms, viruses, microbial fungi, enzymes, fermentates or substances produced by or extracted from micro-organisms or animal material A01N63/00; food compositions A21, A23; medicinal preparations A61K; chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles A61L; fertilisers C05); PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICRO-ORGANISMS (preservation of living parts of humans or animals A01N1/02); MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA (micro-biological testing media C12Q)
Classificazione geografica
Bibliografia
Azcòn-Aguilar C., Barea J.M. 1992. Interactions between mycorrhizal fungi and other rhizosphere microrganisms. In: Allen M.J. ed. Mycorrhizal functioning, an integrative plant-fungal process. Routledge, Chapman & Hall Inc., New York: 163-198.
Baker A. J. M., McGrath S.P., Reeves R.D. and Smith J.A. 2000. Metal hyperaccumulator plants: a review of the ecology and physiology of a biochemical resource for phytoremediation of metal-polluted soils. In: Terry N., Banuelos G. (Eds), Phytoremediation of Contaminated Soils and Waters. Lewis Publishers, Boca Raton, FL, 85-107.
Berta G., Fusconi A., Hooker J.E. 2002. Arbuscular mycorrhizal modifications to plant root systems: scale, mechanisms and consequences. In: Gianinazzi S., Schüepp H., Barea J.M., Haselwandter K., eds. Mycorrhizal Technology in Agriculture. Basel, Boston, Berlin: Birkäuser Verlag, 71-85.
Borboa L.and de la Torre C. 1996. The genotoxicity of ZN (II) and Cd (II) in Allium cepa root meristematic cells. New Phytologist 134: 481-486.
Bondada B.R., Ma L.Q. 2003. Tolerance of heavy metals in vascular plants: arsenic hyperaccumulation by chinese brake fern (Pteris vittata L.). In: Pteridology in the new millenium, 397-420 Chandra S. and Srivastava M. Eds.
Briat J.F. and Lebrun M.. 1999.Plant responses to metal toxicity. C.R. Acad. Sci. Paris/Life Science 322: 43-54.
Brooks RR, Lee J, Reeves RD and Jaffre T (1977) Detection of nickeliferous rocks by analysis of herbarium specimens of indicator plant. J. Geochim. Expl. 7: 49-57
Clemens S. 2001. Molecular mechanism of plant metal tolerance and homeostasis. Planta 212: 475-486.
Cobbett C.S. 2000.Phytochelatin biosynthesis and function in heavy-metal detoxification. Current Opinion in Plant Biology 3: 211-216.
Davies K.L., Davies M.S., Francis D. 1995. The effects of zinc on cell viability and on mitochondrial structure in contrasting cultivars of Festuca rubra L.- A rapid test for zinc tolerance. Environmental Pollution 88: 109-113.
Davies F.T. Jr, Puryear J.D., Newton R.J., Egilla J.N., Saraiva Grossi J.A. 2001. Mycorrhizal fungi enhance accumulation and tolerance of chromium in sunflower (Helianthus annuus). Journal of Plant Phisiology 158: 777-786.
Doncheva S. 1998. Copper-induced alterations in structure and proliferation of maize root meristem cells. Journal of Plant Physiology 153: 482-487.
Di Cagno R., Guidi L., Stafani A., Soldatini G.F. 1999. Effects of cadmium on growth of Helianthus annuus seedlings: physiological aspects. New Phytologist 144: 65-71.
Dragun J (1988) The soil chemistry of Hazardous materials. Hazardous Materials Control Research Institute, Silver Spring, Maryland
Fitz W.J. and Wenzel W.W. 2002. Arsenic transformations in the soil-rhizosphere-plant system: fundamentals and potential application to phytoremediation. Journal of Biotechnology 99: 259-278.
Fojtová M., Kovarík A. 2000. Genotoxic effect of cadmium is associated with apoptotic changes in tobacco cells. Plant, Cell and Environment 23: 531-537.
Giovannetti M., Sbrana C., Avio L. 2002. Arbuscular mycorrhizal fungal mycelium: from germlings to hyphal networks. In: Gianinazzi S., Schüepp H., Barea J.M., Haselwandter K., eds. Mycorrhizal Technology in Agriculture. Basel, Boston, Berlin: Birkäuser Verlag, 49- 58. Hall J.L. 2002. Cellular mechanisms for heavy metal detoxification and tolerance. Journal Experimental of Botany 53, 1-11.
Gupta M. and Devi S. 1994. Chronic toxicity of cadmium in Pteris-vittata, a roadside fern. Ecotoxicolgy 3: 235-247.
Hall J.L. 2002. Cellular mechanisms for heavy metal detotoxification and tolerance. Journal of Experimental Botany 53: 1-11.
Hernández L.E. and Cooke D.T. 1997. Modification of the root plasma membrane lipid composition of cadmium-treated Pisum sativum. Journal of Experimental Botany 48: 1375-1381.
Ivanov V.B., Bystrova E.I., Seregin I.V. 2003. Comparative impacts of heavy metals on root growth as related to their specificity and selectivity. Russian Journal of Plant Physiology 50: 398-406.
Jamal A., Ayub N., Usman M., Khan A.G. 2002. Arbuscular mycorrhizal fungi enhance zinc and nickel uptake from contaminated soil by soybean and lentil. International Journal of Phytoremediation 4(3): 205-221.
Jang W., Liu D., Li H. 2000. Effects of Cu++ on root growth, cell division, and nucleolus of Helianthus annuus L. The Science of the Total Environment 256: 59-65.
Joner E.J., Briones R., Leyval C. 2000. Metal-binding capacity of arbuscular mycorrhizal mycelium. Plant & Soil, 226:227-234.
Jones D.L., 1987. Encyclopedia of Ferns. British Museum (Natural History), London.
Leyval C., Jones E.J., del Val C., Haselwandter K. 2002. Potential of arbuscular mycorrhizal fungi for bioremediation. In: Gianinazzi S, Schüepp H., Barea J.M., Haselwandter K., eds. Mycorrhizal Technology in Agriculture. Basel, Boston, Berlin: Birkäuser Verlag, 175-186.
Leyval C., Turnau K., Haselwandter K. 1997. Effect of heavy metal pollution on mycorrhizal colonization and function: physiological, ecological and applied aspect. Mycorrhiza 7: 139-153.
Lingua G., D’Agostino G., Massa N., Antosiano M. and Berta G. 2002. Mycorrhiza-induced differential response to a yellow desease in tomato. Mycorrhiza, 12: 191-198.
Liu D., Jiang W., Gao X. 2003. Effects of cadmium on root growth, cell division and nucleoli in root tip cells of garlic. Biologia Plantarum 47: 79-83.
Ma L.Q., Komar K.M., Tu C., Zhang W.H., Cai Y., Kennelley E.D. 2001. A fern that hyperaccumulates arsenic - a hardy, versatile, fast-growing plant helps to remove arsenic from contaminated soils. Nature 409: 579.
Mandal B.K. and Suzuki K.T. 2002. Arsenic round the world: a review. Talanta 58: 201-235.
Prasad M.N.V.1995. Cadmium toxicity and tolerance in vascular plants. Environmental and Experimental Botany 35: 525-545.
Repetto O., Bestel-Corre G., Dumas-Gaudot E., Berta G., Gianinazzi-Pearson V., Gianinazzi S. 2003. Targeted proteomics to identify cadmium-induced protein modifications in Glomus mosseae-inoculated pea roots. New Phytologist 157: 555-567.
Sandalio L.M., Dalurzo H.C., Gomez M., Romero-Puertas M.C., del Rio L.A. 2001. Cadmium-induced changes in growth and oxidative metabolism in pea plants. Journal of Experimental Botany 52: 2115-2126.
Sanità di Toppi L. 2002. Le difese delle piante dai metalli pesanti. Le Scienze 404:87-92.
Saxena P.K., KrisnaRay S., Dan T., Perras M.R., VettakkorumakankavN.N. 1999. Phytoremediation of heavy metal contaminated and polluted soils. In “Heavy metal stress in plants, from molecules to ecosystems” Prasad M.N.V., Hagemeyer J. (eds.). Springer, Berlin. 305-329.
Smith S. E., Read D.J. 1997. Mycorrhizal symbiosis. London, New York: Academic Press, 605.
Tossell RW, Binard K and Rafferty MT (2000) Uptake of arsenic by Tamarisk and Eucalyptus under saline conditions. Pp. 485-492. In: Wickramanayake, G. B., A. R. Gavaskar, B. C. Meman, and V. C. Magar (eds.) Bioremediation and Phyroremediarion of Chlorinated and Recalcitrant Compounds. Battelle Press, Columbus, Richmond
Trotta A., Varese G.C., Gnavi E., Fusconi A., Sampo' S and Berta G. 1996. Interactions between the soilborne pathogen Phytophthora nicotianae var parasitica and the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus mosseae in tomato plants. Plant and Soil, 185:199-209.
Tu C. and Ma L.Q. 2003. Effects of arsenate and phosphate on their accumulation by an arsenic-hyperaccumulator Pteris vittata L. Plant and Soil 249 :373-382.
Tu S., Bondada B.R., Ma L.Q. 2002. Kinetics of arsenate uptake by the arsenic hyperaccumulating brake fern (Pteris vittata L.) under the influence of phosphorus nutrition. ASA meeting, Indianaoplis, IN.
Visoottiviseth P., Francescani K. and Sridokchan W. 2002. The potential of Thai indigenous plant species for phytoremediation of arsenic contaminated land. Journal Environmental Pollution, 118, 453-461.
Zhao F.J., Dunham S.J. and McGrath S.P. 2002. Arsenic hyperaccumulation by different fern species. New Phytologist 156: 27-31.
Parole Chiave
FITORISANAMENTO; ARSENICO; PTERIS VITTATA; FUNGHI MICORRIZICI ARBUSCOLARI; FELCI AUTOCTONE; METALLI PESANTI; COLTURE IN VITRO; GENOTOSSICITA'; PROTEOMA

FITORISANAMENTO DI SUOLI CONTAMINATI DA ARSENICO: PTERIS VITTATA ED ALTRE FELCI CHE IPERACCUMULANO ARSENICO

Università degli Studi del Piemonte Orientale "Amedeo Avogadro" - Vercelli
Abstract
Scopo di questo progetto è lo sviluppo di nuove strategie per il fitorisanamento di aree contaminate da arsenico, usando la pianta modello Pteris vittata, una felce iperaccumulatrice di arsenico, tipica di climi caldi, poco diffusa nelle nostre zone: ulteriore scopo del progetto è quindi l'identificazione di felci autoctone in grado di iperaccumulare arsenico. A questo scopo verrà effettuato un censimento e la caratterizzazione delle felci che crescono su substrati minerari e serpentinosi, in Liguria. I protocolli messi a punto su P. vittata saranno quindi trasferiti su queste felci.
Nei siti contaminati l'arsenico è spesso associato a metalli pesanti, come Zn, Cd, Cu e Pb: verranno pertanto selezionati gametofiti e sporofiti di P. vittata metallo-tolleranti. Inoltre, si cercherà di ottimizzare l'uso di P. vittata nel fitorisanamento, mediante l'uso della micorrizia arbuscolare (AM) e saranno studiati alcuni dei meccanismi coinvolti nella tolleranza allo stress da arsenico. L'assorbimento degli ioni di metalli e metalloidi, infatti, può essere influenzato da microrganismi del suolo, intimamente associati alle radici, costituenti la comunità rizosferica, alla quale appartengono anche i funghi AM. Per questo scopo, sporofiti di P. vittata saranno inoculati o no con alcuni funghi AM (Glomus mosseae, G. intraradices, Gigaspora margarita) e trattati o no con arsenico, al fine di testare la loro capacità di migliorare o ridurre la loro capacità di accumulare arsenico nelle >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Graziella BERTA Università degli Studi del PIEMONTE ORIENTALE "Amedeo Avogadro"-Vercelli
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il progetto si propone di sviluppare strategie innovative per il fitorisanamento di aree contaminate da arsenico mediante l'utilizzo della felce Pteris vittata, della quale sono ben note le capacità di iperaccumulare arsenico, usata come sistema modello. Poiché P. vittata è poco diffusa nelle nostre zone e non è stata ritrovata a latitudini superiori a quella di Genova, il progetto si propone inoltre di individuare felci autoctone in grado di iperaccumulare arsenico, sulle quali si potranno in un secondo momento trasferire i protocolli messi a punto con P. vittata.
Ad una componente più applicativa, il cui obiettivo è l'ottimizzazione delle capacità di iperaccumulare arsenico di P. vittata, nonché delle eventuali felci autoctone identificate come iperaccumulatrici, si associa una componente di ricerca di base che si prefigge l'acquisizione di informazioni utili alla comprensione delle basi biochimiche e molecolari della tolleranza ad elevate concentrazioni di arsenico nelle felci, ed in particolare in P. vittata.

Nei suoli contaminati da arsenico, a seconda dell'origine della contaminazione, vi è spesso la presenza di altri inquinanti, come Cd e Pb, o metalli come Cu e Zn, che, pur essendo micronutrienti essenziali, si comportano come elementi tossici se assorbiti in quantità eccessive (Fritz e Wenzel, 2002). Questo implica che le piante da utilizzare per il fitorisanamento di tali suoli debbano presentare, in aggiunta alla capacità di iperaccumulare >>>

Risultati parziali attesi
- Protocolli di coltivazione della felce
- Cariotipi di P.vittata da aree liguri
- Informazioni sulla capacità dei funghi micorrizici testati, di aumentare o ridurre la naturale proprietà iperaccumulatrice di As di P.vittata, e di aumentare la tol

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il fitorisanamento è un metodo di bonifica che utilizza le piante per assorbire, accumulare, detossificare o rendere meno pericolosi contaminanti presenti nel substrato, come risultato sia di processi naturali, sia dell'attività umana. I metodi di fitorisanamento dei suoli comprendono metodologie differenti, tra cui la fitostabilizzazione, in cui le radici e/o gli essudati radicali vengono utilizzati per immobilizzare e legare i contaminanti alla matrice del suolo, riducendone la disponibilità, e la fitoestrazione, che consiste nell'uso di specie vegetali che possono estrarre e concentrare gli inquinanti in organi che possano venire raccolti (Saxena et al. 1999; Fitz e Wenzel,2002). Le piante usate per il fitorisanamento sono caratterizzate da una crescita rapida, possiedono radici profonde, e vengono propagate con facilità. Numerose piante terrestri sono in grado di tollerare e iperaccumulare metalli pesanti o metalloidi, la maggior parte di esse sono iperaccumulatrici di Ni, appartengono alla famiglia delle Brassicaeae (Brooks et al., 1977), e possono essere sfruttate per la bonifica di suoli contaminati (Baker et al., 2000).
Alla base della tolleranza delle piante nei confronti dei metalli, vi sono l'immobilizzazione degli ioni metallici alla parete cellulare e con gli essudati radicali (Hall, 2002), nonché la compartimentazione vacuolare mediante le fitochelatine. Queste ultime sono una famiglia di peptidi che si complessano ai metalli, sintetizzate a partire >>>