Caratterizzazione dei geni MILDEW LOCUS O (MLO) durante la simbiosi micorrizica arbuscolare in Lotus japonicus

La simbiosi micorrizica arbuscolare (AM) si instaura tra funghi del suolo del phylum Glomeromycotina e la maggior parte delle piante terrestri a livello dell’apparato radicale. Si tratta di un rapporto mutualistico in cui il fungo riceve dalla pianta carboidrati e lipidi e, in cambio, fornisce acqua e nutrienti, in particolare fosfato. Lo scambio dei nutrienti avviene a livello dell'arbuscolo, una struttura fungina altamente ramificata presente all'interno delle cellule dello strato corticale interno. Lo sviluppo della AM è un processo asincrono a più fasi che è finemente regolato a partire dallo scambio di molecole segnale da parte dei due partner simbiotici. Con l’obiettivo di identificare e caratterizzare geni di Lotus japonicus, pianta modello per lo studio delle endosimbiosi, coinvolti nella simbiosi AM, la tesi ha avuto come oggetto la caratterizzazione dei geni MILDEW LOCUS O (MLO). In L. japonicus sono presenti 15 diversi geni MLO coinvolti in numerosi processi che hanno come caratteristica comune la percezione di stimoli esterni e sembrano mediare l’interazione con microrganismi. Mutanti mlo mostrano, infatti, maggiore resistenza contro infezioni da funghi biotrofici e da studi recenti sembrano avere un ruolo nella simbiosi AM. In questo lavoro di tesi, mi sono focalizzato sul suolo di MLO4 in quanto risulta essere il gene maggiormente espresso durante la simbiosi AM e sono stati analizzati tre diversi mutanti inserzionali LORE1 (mlo4-1, mlo4-2, mlo4-3) per le loro caratteristiche fenotipiche. I risultati ottenuti mostrano che il promotore di MLO4 è attivo in cellule che ospitano il fungo e che mlo4-1 è caratterizzato da crescita rallentata, in particolare dell’apparato radicale, oltre a presentare una risposta tardiva del Ca2+ a seguito di somministrazione di un noto segnale simbiotico. Inoltre, tramite trasformazione eterologa di protoplasti di Arabidopsis thaliana si è visto che MLO4 localizza nel sistema delle endomembrane cellulari. Sulla base di questi risultati, si può quindi ipotizzare un ruolo di MLO4 in corrispondenza della formazione dell’arbuscolo e non si può escludere un coinvolgimento in meccanismi di signaling mediati da Ca2+.