Paola Quatrini

Progetto Life-Natura LIFE99 NAT/IT/006217
"EOLIFE99 - Tutela delle specie vegetali prioritarie delle Isole Eolie"
ATTI DEL WORKSHOP FINALE
COMUNE DI LIPARI, SABATO 28 AGOSTO 2004
DIVERSITÀ DEI SIMBIONTI RADICALI
DI CYTISUS AEOLICUS
Paola Quatrini, Massimiliano Cardinale e Anna Maria Puglia
DIPARTIMENTO DI BIOLOGIA CELLULARE E DELLO SVILUPPO, UNIVERSITÀ DI PALERMO
Viale delle Scienze, Parco d’Orleans II - 90128 Palermo.
Le leguminose instaturano simbiosi mutualisitiche radicali con funghi micorrizico-arbuscolari e rizobi azotofissatori.
Tali simbiosi rappresentano un vantaggio selettivo per la pianta che diventa autonoma per la nutrizione (N, P,
microelementi) e particolarmente resistente a stress idrici e patogeni radicali.
Nell’ambito del progetto “EOLIFE 99”, il gruppo di ricerca del D.B.C.S. è stato impegnato nell’isolamento e
caratterizzazione dei simbionti radicali microbici di Cytisus aeolicus (Azione 7). I simbionti delle leguminose legnose
selvatiche mediterranee sono stati poco studiati fino ad oggi (Quatrini et al., 2002a) e Cytisus aeolicus è la prima specie
di leguminose endemica mediterranea ad essere studiata da questo punto di vista (Troia et al., inviato per la
pubblicazione).
Campioni di radici e suolo rizosferico sono stati prelevati dalle tre isole in cui sono presenti popolamenti di C. aeolicus
(Stromboli, Vulcano e Alicudi). L’analisi dei campioni radicali ha rivelato la presenza di micorrize arbuscolari. 1 rizobi
sono stati isolati da noduli radicali di piante spontanee delle tre isole o cresciute in “colture trappola” allestite con suolo
rizosferico proveniente dagli stessi siti; gli isolati ottenuti sono stati successivamente caratterizzati. L’analisi fenotipica
e molecolare (sequenza parziale del gene 16S) ha assegnato tutti gli isolati al genere Bradyrhizobium (Quatrini et al.,
2002b, Marsala et al., 2004). Le sequenze 16S degli isolati di C. aeolicus sono state depositate presso la banca dati
internazionale GenBank (accession numbers: AY099285-7).
La caratterizzazione eco-fisiologica è stata condotta su alcuni degli isolati, valutando la loro resistenza al sale ed alle
alte temperature. Le proprietà simbiotiche degli isolati sono state analizzate mediante test di cross-nodulazione con altre
leguminose mediterranee. Di alcuni isolati è stata sequenziata una parte del gene nodA (considerata indicativa della
struttura del fattore Nod, molecola responsabile della specificità d’ospite) e di altri geni hsn (geni nod “host specific”)
amplificati mediante PCR. La filogenesi di nodA ed il corredo degli altri geni hsn sono risultati coerenti con la
filogenesi della specie ospite (Marsala et al., 2004).
L’efficienza dei rizobi di C. aeolicus è stata valutata dopo 5 mesi di crescita, in condizioni controllate, di colture
monoxeniche di piante di C. aeolicus inoculate con ciascuno degli isolati. I principali parametri di crescita della pianta
(peso fresco e secco dell’apparato aereo e radicale, altezza, diametro al colletto, numero di ramificazioni) sono stati
messi in relazione con la nodulazione (numero e peso dei noduli radicali) e considerati come misura indiretta delle
capacità azotofissatrici del simbionte (Troia et al., 2001).
Riferimenti bibliografici
Marsala S., M. Cardinale, E. Voutsinas, I. Sorrentino, A. Santangelo, A.M. Puglia e P. Quatrini. 2004. Una collezione di rizobi da leguminose legnose
mediterranee per il recupero ambientale. “Bertinoro Meeting di Microbiologia Ambientale”BMMA 2004 Società Italiana di Microbiologia
Generale & Biotecnologie Microbiche Bertinoro (CEUB) 28-29 Maggio 2004
Quatrini P., G. Scaglione, M. Cardinale, F. Caradonna, e A.M. Puglia. 2002a. Bradyrhizobium sp. nodulating the Mediterranean shrub Spanish Broom
(Spartium junceum L.). Journal of Applied Microbiology 92 (1),13-21.
Quatrini P., M. Cardinale, E. Voutsinas, A. L. Santangelo, M. Noto, A. Troìa e A. M. Puglia 2002b. Simbionti Radicali Di Cytisus Aeolicus, Specie
Prioritaria Endemica A Rischio Di Estinzione Nelle Isole Eolie Atti 4° Convegno FISV Riva del Garda (TN), 20-23 sett 2002 p.198.
Troìa, M. Cardinale, M. La Manna, P. Lo Cascio, S. Pasta, A. M. P., P. Quatrini, E. Voutsinas. Preliminary results of EOLIFE99, a project concerning
the conservation of four endangered plant species of Aeolian Archipelago (South Tyrrhenian Sea, Italy). Bocconea. Inviato per la
pubblicazione.
Troìa, M. Cardinale, M. La Manna, P. Lo Cascio, S. Pasta, A.M. Puglia, P. Quatrini, E. Voutsinas. 2001. Preliminary results of EOLIFE99, a project
concerning the conservation of four endangered plant species of Aeolian Archipelago (South Tyrrhenian Sea, Italy), autori: X Meeting
OPTIMA Palermo 13 - 19 ottobre 2001