Analisi del trascrittoma di colture cellulari di patata (Solanum tuberosum) in risposta a stress idrico

La risposta delle piante a stress abiotici e? un fenomeno complesso che coinvolge un ampio network di geni. La comprensione dei meccanismi molecolari alla base della risposta allo stress e soprattutto alla base dell'adattamento in condizioni ambientali avverse e? di fondamentale importanza per un'agricoltura moderna e per il manteni- mento della produzione di specie suscettibili. Colture cellulari in sospensione di patata, specie vegetale di grande importanza eco- nomica ma estremamente sensibile a carenze idriche, sono state utilizzate per studiare le differenze tra la risposta allo stress di breve durata e l'adattamento per lungo tempo in substrati a basso potenziale idrico indotto da PEG, agente osmotico che limita la dis- ponibilita? d'acqua, mimando cio? che accade naturalmente quando si presenta lo stress idrico. Studi fisiologici e biochimici preliminari hanno rivelato differenze tra le due popolazioni cellulari, riscontrando alterazioni nell'assetto metabolico, nell'accumulo di prolina, nella sintesi proteica e nella composizione lipidica di membrana tra i due trattamenti. Al fine di caratterizzare la risposta differenziale indotta PEG nelle due popolazioni cellulari di patata a confronto con una coltura controllo, e? stata effettuata un'analisi microarray utilizzando vetrini a cDNA di 1000 cloni (Potato lK) fornita dal TIGR (www.tigr.org) ibridizzati con cDNA ottenuti dalle differenti col- ture cellulari. In particolare il piano sperimentale ha previsto ibridazioni cellule con- trollo Vs cellule stressate e cellule controllo Vs cellule adattate; sono state effettuate per ciascun trattamento almeno 3 repliche tecniche. L'analisi microarray ha evidenziato 183 geni con alterato pattern di espressione rispet- to alle condizione di controllo, tra cui geni coinvolti nella sintesi proteica (Fattori di elongazione, Proteine Ribosomiali), nella risposta a stress (Hsp, Catalasi), nella tra- sduzione del segnale (Chinasi, 14*3*3). Come atteso e? stata rivelata una netta diversificazione della risposta a breve termine rispetto a quella adattati va; infatti solo 2 geni, codificanti per una saccarosio sintasi ed una proteina LRR, sono risultati comunemente indotti in risposta ai 2 trattamenti. L'espressione di geni il cui profilo e? risultato di particolare interesse, e? stato indagato tramite RT-PCR e real Time PCR al fine di valutare i dati microarray. L'espressione dei geni considerati e? stata studiata in tessuti di piante adulte (foglie e radici) sottopo- ste a stress idrico. Tale analisi ha confermato per alcuni dei geni (Hsp80, Salt toleran- ce Protein, Small GTP-binding Protein) un profilo di espressione alterato nei tessuti vegetativi in risposta a stress idrico. Studi di genetica forward e reverse sono in corso per definire il ruolo di tali geni nei meccanismi di risposta/adattamento a stress.