Analisi dello sviluppo del meristema radicale di riso (Oryza sativa, L.) in risposta allo stress salino

Abiotic stresses originating from climate change threaten the survival of plant organisms. The phenomena of soil salinization causes a sharp reduction in the organism's yield of production and growth. Some rice varieties show tolerance to salt stress that is identified by morphological and molecular characteristics. For this reason, I decided to investigate the anatomy of the root system. In fact, the root represents the organ that determines phenotypic plasticity. During my work, I analyzed rice roots subjected to the stress situation by confocal and fluorescence microscopy to identify the location of the three histogenic zones: Division Zone (DZ), Elongation Zone (EZ) and Transition Zone (TZ). The last zone in question is responsible for the size of the division zone and hence for root growth. The results obtained showed a considerable reduction in the meristematic zone (DZ) when subjected to salt stress, indicating altered root growth. Furthermore, to ascertain this, I conducted a gradient analysis of the distribution of two ROS: H2O2 and O2-. In the Arabidopsis model have a complementary distribution, what I tried to obtain is the translation of this model in the rice plant. The results showed an obvious low concentration of H2O2 in the division zone and high concentration of O2-. In the transition zone there is a plateau, proceeding into the elongation zone there is a raising of H2O2 concentration and lowering of O2-. Therefore, analyses confirm how H2O2 inhibits the cell cycle, as opposed to O2- which stimulates root growth and cell division. Finally, to validate the involvement of ROS and hormones, I conducted a molecular analysis of three genes: PYL4, ZFP179 and RBOH.

Gli stress abiotici originati dal cambiamento climatico minacciano la sopravvivenza degli organismi vegetali. L'aumento della salinizzazione del suolo causa una forte riduzione della resa di produzione e crescita dell'organismo. Alcune varietà di riso mostrano una tolleranza allo stress salino che viene individuata dalle caratteristiche morfologiche e molecolari. Per questo motivo, ho deciso di indagare l'anatomia dell'apparato radicale. Di fatto, la radice rappresenta l'organo che determina la plasticità fenotipica. Durante il mio lavoro ho analizzato le radici di riso sottoposte alla situazione di stress tramite il microscopio confocale e fluorescenza per individuare la localizzazione delle tre zone istogeniche: Zona di divisione (DZ), Zona di allungamento (EZ) e Zona di transizione (TZ). L'ultima zona in questione è responsabile della dimensione della zona di divisione e per cui della crescita della radice. I risultati ottenuti hanno mostrato una considerevole riduzione della zona meristematica (DZ) se sottoposte a stress salino, indicando un'alterazione della crescita radicale. Inoltre, per appurare ciò ho condotto un'analisi del gradiente di distribuzione di due ROS: H2O2 e O2-. Nel modello di Arabidopsis hanno una distribuzione complementare, ciò che ho cercato di ottenere è la translazione di questo modello nella pianta di riso. I risultati hanno mostrato un'evidente concentrazione bassa di H2O2 nella zona di divisione e alta di O2-. Nella zona di transizione vi è un plateau, procedendo nella zona di allungamento vi è un innalzamento della concentrazione di H2O2 e abbassamento di O2-. Per questo motivo, le analisi confermano come H2O2 inibisce il ciclo cellulare, al contrario di O2- che stimola la crescita della radice e la divisione cellulare. Infine, per convalidare il coinvolgimento dei ROS e ormoni ho condotto un'analisi molecolare di tre geni: PYL4, ZFP179 e RBOH.