Il ruolo della fotosintesi del fusto nella tolleranza allo stress idrico

This thesis work fits within the framework of research on the physio-ecological responses of forest species to climate change and drought stress, focusing on the functional role of stem photosynthesis. The primary objective of the study was to evaluate the impact of cortical photosynthesis inhibition, achieved via mechanical shading of the stem using aluminum foil, on drought stress tolerance and resource allocation dynamics in young Fraxinus ornus L. seedlings. A total of 62 seedlings were assigned to four experimental groups, combining stem light exposure conditions (control/shade) and watering regimes (well-watered control vs. water deprivation for 10 days, until reaching a xylem potential of approximately -3.5 MPa). Throughout the experiment, relative growth rates (RGR) in height and diameter, xylem water potential (Ψxyl), photosystem II photochemical efficiency (Fv′/Fm′), and dry biomass allocation among leaves, stem, and root system were monitored. Results indicate that biometric growth rates (RGR) and total biomass did not exhibit statistically significant variations among the treatments. However, drought stress induced a marked reduction in xylem potential and Fv′/Fm′ photochemical efficiency, regardless of stem shading. A significant trend emerged regarding biomass partitioning: drought-stressed plants with unshaded stems showed a greater proportional investment in the root system compared to shaded controls. This suggests an adaptive shift toward soil exploration to optimize water uptake, a response that appears to be influenced by stem shading. These ecophysiological data lay the groundwork for subsequent molecular studies.

Questo lavoro di tesi si inserisce nell'ambito dello studio delle risposte fisio-ecologiche delle specie forestali ai cambiamenti climatici e allo stress idrico, focalizzandosi sul ruolo funzionale della fotosintesi del fusto. L'obiettivo principale della ricerca è stato valutare l'impatto dell'inibizione della fotosintesi corticale, ottenuta tramite l'oscuramento meccanico del fusto con fogli di alluminio, sulla tolleranza allo stress idrico e sulle dinamiche di allocazione delle risorse in giovani semenzali di Fraxinus ornus L. Un totale di 62 piantine è stato suddiviso in quattro gruppi sperimentali combinando la condizione di illuminazione del fusto (control/shade) e il regime idrico (irrigazione ottimale/sospensione dell'irrigazione per 10 giorni, fino al raggiungimento di un potenziale xilematico di circa -3.5 MPa). Durante l'esperimento sono stati monitorati i tassi di accrescimento relativo (RGR) in altezza e diametro, il potenziale idrico xilematico (ᴪxyl), l'efficienza fotochimica del fotosistema II (Fv'/Fm') e l'allocazione della biomassa secca tra foglie, fusto e apparato radicale. I risultati indicano che i tassi di crescita biometrica (RGR) e la biomassa totale non hanno subito variazioni statisticamente significative tra i diversi trattamenti. Tuttavia, lo stress idrico ha determinato una marcata riduzione del potenziale xilematico e dell'efficienza fotochimica Fv'/Fm', indipendentemente dall'oscuramento del fusto. È emerso un trend significativo nell'allocazione della biomassa: le piante esposte a stress idrico con fusto illuminato hanno mostrato un maggiore investimento proporzionale nell'apparato radicale rispetto ai controlli oscurati, suggerendo un'inclinazione adattativa verso l'esplorazione del suolo per ottimizzare l'assorbimento idrico che parrebbe condizionata dall'oscuramento del fusto. Questi dati ecofisiologici pongono le basi per successivi studi molecolari.