Angela CICATELLI | Progetti

STUDIO DELLA CAPACITA' DI FITORISANAMENTO DEL PIOPPO NERO E CARATTERIZZAZIONE DEL MICROBIOMA DELLA RIZOSFERA IN RELAZIONE ALLO STRESS DA METALLI PESANTI E ALL'AMMENDAMENTO CON COMPOST.

Il primo obiettivo della ricerca prevede di confrontare la capacità di fitorisanamento del clone NG12, precedentemente selezionato in campo2 su suolo contaminato da MP e distintosi per la capacità di accumulo di Zn e Cu nei suoi organi epigei e ipogei, con quella di un clone commerciale di pioppo nero (Jean Pourtè), sensibile ai metalli. La sperimentazione sarà condotta in vaso e in ambiente controllato (serra) per minimizzare l’impatto di ulteriori fattori di stress (siccità, infezioni, etc.), ma in condizioni simili a quelle del campo. I vasi conterranno un terreno agricolo, preventivamente caratterizzato per il contenuto totale e disponibile di MP. Alcuni vasi saranno ammendati con compost di qualità (20% del volume del vaso). Per ciascun clone di pioppo saranno allestite le seguenti tesi sperimentali (su suolo compostato o non compostato): controllo (piante cresciute su suolo non inquinato e addizionato con nitrato di ammonio); Tesi Zn (piante cresciute su suolo contaminato con 450 mg di Zn/kg di suolo). Per ciascuna tesi sperimentale saranno allestiti 3 vasi, contenenti una sola talea di pioppo. Quando le piante di pioppo avranno raggiunto l’altezza di 30 cm, i vasi destinati a essere inquinati, saranno addizionati con la dose prevista di Zn, in tre dosi con cadenza settimanale. Dopo circa un mese dall’inquinamento, le piante di pioppo saranno svasate e suddivise in foglie, fusti e radici. Quando la biomassa vegetale raccolta disidratandosi avrà raggiunto peso costante, se ne determinerà il peso secco di ciascun organo di ciascuna pianta. Per valutare la capacità delle piante di assorbire e/o traslocare il contaminate, e valuatare l’effetto dell’ammendamento dei suoli con compost sulle proprietà di fitorisanamento di ciascun clone, sarà misurata la quantità di Zn e di altri elementi negli organi delle piante mediante spettrometria ad emissione atomica accoppiata induttivamente al plasma. Anche i suoli di ciascuna tesi sperimentale saranno caratterizzati per valutare il contenuto totale e la frazione biodisponible degli elementi presenti al termine della sperimentazione. Dati contrastanti sono riportati in letteratura sull’effetto dell’ammendamento con compost dei terreni contaminati da MP. Pertanto, la ricerca potrebbe fornire informazioni importanti sui potenziali vantaggi dell’impiego combinato di compost e cloni di pioppo metallo-tolleranti. Ulteriore obiettivo della ricerca sarà la caratterizzazione del microbioma (batteri e funghi) associato alle radici dei cloni di pioppo, oggetto di studio, e di quello che popola il suolo non piantumato (bulk-soil), nonché la valutazione dell’effetto dei diversi trattamenti sulla biodiversità e sull’evoluzione delle comunità microbiche. Risulta, infatti, di notevole interesse la caratterizzazione e il confronto tra le comunità microbiche associate a piante tolleranti o sensibili ai MP, anche in presenza di compost, che rappresenta esso stesso una fonte ulteriore di microrganismi promotori della crescita. Lo studio della diversità microbica di tali ambienti estremamente dinamici e complessi, in cui i microrganismi interagiscono tra loro e con la pianta ospite, sarà realizzato mediante la tecnologia di sequenziamento NGS (Next Generation Sequencing). A tale scopo si procederà all’estrazione del DNA totale (metagenoma) da campioni di suolo rizosferico e non, e all’amplificazione in PCR e al sequenziamento di regioni genomiche ipervariabili. In particolare, il sequenziamento del DNA ribosomiale 16S (rDNA) e della regione ITS (Internal Transcribed Spacer) consente una caratterizzazione rapida e non eccessivamente costosa delle comunità sia batteriche che fungine. Il sequenziamento NGS fornisce importanti informazioni sulla costituzione del microbioma e sulla dinamica delle popolazioni in relazione al clone di pioppo (tollerante o sensibile ai MP), allo stress da MP e/o all’ammendamento dei suoli con compost.