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»Unità di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

UNITA' DI RICERCA

italiano - english
Bibliografia
1. Morel J.L., Mench M., Guckert A.. 1986. Biol.Fert. Soils, 2, 29-34.
2. Mench H., Morel J.L., Guckert A., Gillet B.. 1988. J. Soil Sci., 39, 521-527.
3. Deiana S., Erre L., Micera G., Gessa C., Piu P. 1980. Coordination of transition-metal ions by polygalacturonic acid: a spectroscopic study. Inorg.Chim.Acta, 46, 249-253.
4. G. Micera, Deiana S., Gessa C., Petrera M. 1981. Spectroscopic studies on the binding of iron(II) and (III) ions to polygalacturonic acid. Inorg.Chim.Acta, 56, 109-113.
5. Deiana S., Micera G., G. Muggiolu, C. Gesssa, Pusino A. 1983. Interaction of transition-metal ions with polygalacturonic acid: a potentiometric stud. Colloids Surface, 6, 17-25.
6. Gessa C., De Cherchi M.L., Dessì A., Deiana S., Micera G. 1983. The reduction of Fe(III) to Fe(II) and V(V) to V(IV) by polygalacturonic acid: a reduction and complexation mechanism of biochemical significance. Inorg. Chim.Acta, 80, L53-55.
7. Floyd R.A., Ohlrogge A.J. 1970. Plant and Soil, 33, 341-343.
8. Leppard G.G.. 1974. Science, 185,1066-1067.
9. Paull R.E., Johnson C.M., Jones R.L. 1975. Plant Physiol, 56, 300-306.
10. Wright K. and Northcote D.H.. 1976. Biochem. J.,139, 525-534.
11. Deiana S., Manunza B., Palma A., Premoli A., Gessa C. 2001. Interactions and mobilization of metal ions at the soil-root interface. In Gobran G. R., Wenzel W.W., Lombi E. Trace Elements in the Rhizosphere. (pp. 127-148). Boca Raton, Florida: CRC Press LLC (United States).
12. Gessa C. and Deiana S. 1991. Role of soil root interface in mobilization of nutrients and their absorption by plants. In "Trends in Soil Science., 1, 307-313.
13. Gessa C., Deiana S. 1990. Fibrillar structure of Ca-polygalacturonate as a model for a soil-root interface. Part I. A hypothesis on the arrangement of the polymeric chains inside the fibrils. Plant and Soil, 129, 211-217.
14. Gessa C. and Deiana S. 1992. Plant and Soil, 140, 1-13.
15. Gessa C., Deiana S., Marceddu S. 1989. Fibrillar structure of Ca-polygalacturonate as a model for soil-root interface: metal ion absorption and its effect on the free space volume of the system. In"Plant Membrane Transport: the Current Position". J.Dainty, M.I. DeMichelis, E.Marrè, F.Rasi-Caldogno Eds., Elservier Amsterdam, pp.615-616.
16. Manunza B., Deiana S., Gessa C. 1996. Molecular Dynamics study of Ca-polygalacturonate clusters. J. Molecular Structure (Theochem), 368, 27-29.
17. Manunza B., Deiana S., Pintore M., Gessa C. 1996. A molecular dynamics investigation on the occurrence of helices in polygalacturonic acid. J. Molecular Structure (Theochem), 419, 169-172.
18. Manunza B., Deiana S., Pintore M., Gessa C. 1997. A molecular dynamics investigation on the occurrence of helices in polygalacturonic acid. Carbohydrate Research, 300, 85-88.
19. Gessa C., Deiana S., Premoli A, Ciurli A. 1997. Redox activity of caffeic acid towards iron(III) complexed in a polygalacturonate network. Plant and Soil, 190, 289-299.
20. Manunza B., Deiana S., Pintore M., Gessa C. 1998. Interaction of Ca2+ and Na+ ions with polygalacturonic chains. A molecular dinamics study. Glycoconiugated J., 15, 297-300.
21. Deiana S., Gessa C., Manunza B., Premoli A., Palma A. 1999. Heavy metals at the soil-root interface: interaction of Cu(II), Pb(II), Zn(II) and Cd(II) with Ca-PGA network. In "Biogeochemistry of Trace Elements" Icobte 99 Austria, W.W.Wenzel, D.C. Adriano, B.Alloway, H.E. Doner, C. Keller, N.W. Lepp, M. Mech, R. Naidu and G.M. Pierzynski Edrs, Vol. I, 156-157.
22. Manunza B., Deiana S., Gessa C. 1999. Molecular dynamics of pectic substances. In Balbuena P.B., Seminario J. Molecular Dynamics from Classical to Quantum Methods. (vol. 7, pp. 899-932).Amsterdam:Elsevier (Nethelands).
23. Deiana S., Gessa C., Palma A., Premoli A., Senette C. 2003. Influence of Organic Acids Exuded by Plants on the Interaction of Copper with the Polysaccharidic Components of the Root Mucilages. Organic Geochem., 34, 651-660.
24. Deiana S., Premoli A., Senette C., Gessa C., Marzadori C. 2003. Role of Uronic Acid Polymers on the Availability of Iron to Plants. J. Plant Nutr., 26, 1927-1941.
25. Mimmo T., Marzadori C., Francioso O. Deiana S., Gessa C. 2003. Effects of alulinium sorption on calcium-polygalacturonate network used as soil-root interface model. Biopolymers, 70, 655-661.
26. Micera G., Deiana S., Dessi A., Pusino A. and Gessa C. 1986. Oxidation of D-galacturonic acid by vanadium(V). Inorg.Chim.Acta, 120,49-51.
27. Deiana S., Gessa C., Solinas V., Piu P., Seeber R. 1989. Complexing and redox properties of the system D-galacturonic acid iron(III). J.Inorg.Biochem., 35, 107-113.
28. Deiana S., Gessa C., Solinas V., Piu P., Seeber R. 1989. Analytical study of the interactions of D-Galacturonic acid with iron(III) and iron(II) in solution and with iron(III)- bentonite. Anal.Chim.Acta, 226, 315-322.
29. Deiana S., Gessa C., Manunza B., Piu P., Seeber R. 1990. Iron(III) reduction by D-galacturonic acid. Part I. Influence of copper(II) complexes formation. J.Inorg.Biochem., 39, 25-32.
30. Deiana S., Gessa C., Piu P., Seeber R. 1990. Iron(III) reduction by D-galacturonic acid. Part II. Influence of uranyl(VI), lead(II), nickel(II), and cadmium complexes formation. J.Inorg.Biochem., 39, 301-307.
31. Deiana S., Gessa C., Piu P., Seeber R.. 1991. Iron(III) reduction by D-galacturonic acid. Part III. Influence of the presence of additional metal ions and of 2- amino-2-deoxy-D-gluconic acid. J. Chem.Soc.Dalton Trans., 1237-1241.
32. Deiana S., Gessa C., Usai M., Piu P. and Seeber R. 1991. Iron(III) reduction by D-galacturonic acid. Part III. Influence of the presence of additional metal ions and of 2- amino-2-deoxy-D-gluconic acid. Anal.Chim.Acta, 248, 301-305.
33. Deiana S., Gessa C., Manunza B., Marchetti M., Usai M. 1992. Mechanism and stoichiometry of the redox reaction between iron(III) and caffeic acid. Plant and Soil, 145, 287-294.
34. Deiana S., Gessa C., Marchetti M., Usai M. 1995. Redox properties of phenolic acids of interest soil chemistry. influence of pH on the iron(III) reduction by caffeic acid. Soil Sci.Soc.Am.J. 59, 1301-1307.
35. Solinas V., Deiana S., Gessa C., Pistidda C., Rausa R. 1996. Reduction of the iron(III)-desferrioxamine-B complexes by caffeic acid: a reduction mechanism of biochemical significance. Soil Biol.Biochem., 28, 649-654.
36. Deiana S., Gessa C., Manunza B., Premoli A. 1997. Dynamics of Chromium in the soil-root interface and role of humic and phenolic acids in the chromium detoxification process. Trends in Soil Science, 2, 137-151.
37. Deutsch M. 1972. In "Water quality in a stressed environment". W.A. Pettyjohn Ed., pp. 149-159
38. Johnson D. L. 1972. Nature 240, 44-45.
39. Liu G. L., Chang F. X., Gao S.D., Li M. Q. 1985. Zhnggeuo Nongye Kexue 4, 9-16.
40. Bartlett R.J. and Kimble J. M. 1976. J. Environ. Quality, 5, 383-386.
41. Bartlett R.J. and James B.R. 1988. In The Natural and Human Environments. Series "Advances in Environmental Science and Technolnology" . J.O. Nriagu & E. Nieboer. (Eds) Vol. 20, J. Wiley & Sons Publishers, New York.
42. Branca M., Dessì A., Kozlowski H., Micera G., and Swiated J. 1990. J. Inorg. Biochem., 9, 217-223.

Programma di ricerca

PROCESSI BIOTICI E ABIOTICI CHE INFLUENZANO LA MOBILITA' E LA BIODISPONIBILITA' DI ELEMENTI TOSSICI NEL SISTEMA SUOLO-PIANTA
Università di riferimento
Università degli Studi di SASSARI - SCIENZE AMBIENTALI AGRARIE E BIOTECNOLOGIE AGRO-ALIMENTARI - SASSARI(SS)
Responsabile dell'Unità di ricerca
Salvatore Andrea DEIANA
Descrizione
OBIETTIVI La tossicità, biodisponibilità e mobilità del Cr, As e Cu nelle mucillagini radicali e nell'apoplasto è determinata principalmente dal pH e dal potenziale redox (pe) del sistema, dalla presenza di molecole organiche con attività complessante e riducente prodotti dall'attività biologica dei microrganismi e delle piante, così come dalla presenza di ossidi e idrossidi di Fe, Mn e Al. Questi ultimi possono influenzare le reazioni di complessazione e di riduzione del Cr, As e Cu da parte degli escreti radicali e microbici essendo in grado di interagire sia con gli ioni metallici che con gli escreti attraverso processi di adsorbimento. Inoltre, essi possono catalizzare l'ossidazione di composti fenolici, come l'acido caffeico, presenti negli escreti radicali, dando luogo alla formazione di dimeri, trimeri e strutture più complesse. Tali strutture di condensazione, oltre ad avere un effetto indiretto sull'attività superficiale degli stessi idrossidi, possono condizionare marcatamente i processi di mobilizzazione e di immobilizzazione di ioni di metalli pesanti nell'interfaccia, processi che a loro volta possono essere modificati dall'attività microbica. Alla luce di queste considerazioni, gli obiettivi principali di questa ricerca possono essere così schematizzati: 1. valutare il ruolo di ossidi, ossidrossidi o idrossidi di Fe e/o Al, intrappolati nella matrice polisaccaridica, nei fenomeni di accumulo del Cr(III), Cr(VI), As(III), As(V) e Cu(II), e nei processi redox e di complessazione degli stessi ioni da parte degli escreti radicali (in collaborazione con le UO di Torino e Napoli); 2. valutare il ruolo degli essudati di ceppi batterici metallo-resistenti, forniti dalla UO di Milano, sui fenomeni di mobilizzazione del Cu(II) e Cr(III) accumulato nelle fibrille di Ca-poligalatturonato; 3. definire i meccanismi di riduzione e di complessazione dell'acido caffeico e dei suoi derivati nei confronti del Cu(II), del Cr(VI) e del As(V) in forma libera o accumulati nelle fibrille di Ca-poligalatturonato in presenza ed in assenza degli acidi piruvico, citrico e malico; 4. valutare la capacità di accumulo della matrice polisaccaridica delle specie di cromo e Cu(II) presenti in campioni di suolo rizosferico (Rhizo-soil) forniti dalle altre unità operative (Bari e Torino). . DESCRIZIONE DEL PROGRAMMA DI RICERCA Nella prima fase della ricerca (10 mesi), in collaborazione con le UO di Torino e Napoli, verranno determinate le cinetiche di assorbimento dell'acido caffeico e dei suoi derivati da parte di sistemi fibrillari contenenti idrossido di Fe nel range di pH 4,0 - 7,0. La quantità di molecola organica assorbita verrà valutata dalla differenza tra le concentrazioni iniziale e finale utilizzando tecniche cromatografiche. Sistemi PGA- idrossido-adsorbato, caratterizzati attraverso tecniche spettroscopiche, microscopiche (SEM) e termogravimetriche, verranno opportunamente trattati per la caratterizzazione chimico-fisica dei polimeri organici formatisi. Verranno quindi effettuate misure di accumulo del Cu(II) e Cr(III) utilizzando sistemi costituiti da PGA-idrossido e PGA-idrossido-adsorbato in modo da valutare il ruolo dell?adsorbato sui processi di accumulo dei metalli considerati così come nei processi di mobilizzazione di questi ioni da parte degli acidi citrico, malico e piruvico. Le prove di desorbimento verranno condotte disperdendo il network in soluzioni contenenti i tre acidi organici in concentrazione tre volte superiore a quella degli ioni complessati dal network. In tutte le prove le concentrazioni degli acidi organici e degli ioni metallici presi in considerazione saranno tali da riprodurre le condizioni naturali. Nella seconda fase della ricerca (8 mesi) verrà studiata l'interazione del Cr(VI) (cromato) e dell'As(V) (arseniato) con l'acido caffeico, importante componente degli essudati radicali, e dei suoi derivati, come l'esculetina, con lo scopo di stabilire il ruolo di questi composti nei processi di riduzione del cromato e dell'arseniato. Le reazioni di riduzione verranno studiate in funzione del tempo e nel range di pH (4.0-7.0) che si riscontra comunemente nella rizosfera, mantenendo costante la concentrazione dell'acido caffeico e variando quella del Cr(VI) e dell'As(V). Il meccanismo di riduzione verrà definito monitorando la concentrazione dell'acido caffeico e dei suoi prodotti di ossidazione mediante tecniche cromatografiche, mentre la concentrazione delle specie inorganiche, nelle forme ossidata e ridotta, verrà determinata mediante cromatografia ionica, metodi spettrofotometrici ed elettrochimici. Le reazioni redox verranno anche studiate in presenza di ioni Cu(II) e degli acidi citrico, malico e piruvico al fine di stabilire la loro influenza sul potenziale redox e quindi sul meccanismo di riduzione. In questa fase verranno determinate le stechiometrie dei complessi mediante il programma di calcolo Haltafall. Nella terza fase (6 mesi) ceppi di batteri Cu-resistenti, opportunamente selezionati e forniti dall'UO di Milano, verranno immobilizzati nelle fibrille del Ca-network, contenenti quantità variabili di Cu al fine di valutare il ruolo delle molecole organiche rilasciate dai microrganismi nei processi di mobilizzazione di questo metallo nell'interfaccia suolo-radice. Parallelamente, verrà studiata la capacità delle fibrille poliurioniche di accumulare il Cu(II), As e il Cr dai campioni di suolo forniti da altre UO (Torino, Bari). Campioni di suolo verranno sospesi in acqua e in soluzioni contenenti un singolo acido o miscele degli acidi considerati nelle quali, a tempi prestabiliti, dopo avere monitorato la quantità di metallo mobilizzato, verrà immerso il sistema fibrillare di poligalatturonato. La quantita di Cu, Cr e di As assorbiti dal network sarà valutata per differenza tra la concentrazione iniziale e quella all'equilibrio. RISULTATI ATTESI 1. Definizione dei meccanismi di accumulo e di detossificazione da Cu, Cr, e As che hanno luogo all'interfaccia suolo-radice, ad opera di molecole organiche prodotte dall'attività biologica delle piante e dei microrganismi; 2. Definizione del ruolo di ossidi e ossidi idrati di Fe e/o Al nei meccanismi di riduzione del cromato e dell'arseniato da parte di composti fenolici (acido caffeico e suoi derivati), in presenza e in assenza di Cu(II) e Cr(III) e di leganti come l?acido malico, piruvico, e citrico. Le conoscenze acquisite consentiranno di stabilire l'azione combinata delle mucillagini radicali, di molecole organiche a basso peso molecolare rilasciate da piante e microrganismi, e di ossidi idrati di Fe e/o Al nei processi di accumulo e di mobilizzazione di ioni di metalli pesanti nell'interfaccia suolo-radice. Inoltre sarà possibile individuare eventuali fenomeni di sinergismo e di competizione tra le componenti organiche ed inorganiche considerate, che potrebbero influenzare i meccanismi di detossificazione da metalli pesanti che hanno luogo nella rizosfera.