Risposta alterata allo stress abiotico in un mutante di mais (zmccd8) che non produce strigolattoni

Strigolactones are plant phytohormones, belonging to the apocarotenoid lactones, that perform several crucial endogenous and exogenous functions, including the regulation of plant development, the control of symbioses between plants and arbuscular fungi, and the germination of seeds of certain parasitic plant species, such as the Orobanchaceae family to which it belongs the genus Striga (from which they take their name). In addition, they appear to play an important role in regulating the abiotic stress response. The present work focuses on this last function, which is still only partially understood. For this purpose, two different maize lines were used: an inbred (B73), defined as wild type, and a knockout mutant (zmccd8), incapable of producing strigolactones. Seedlings belonging to both lines were grown in a growth chamber and subjected to three different abiotic stress conditions: nutritional stress (NS), water stress (WS), and nitrogen deficiency (0N), and compared with seedlings grown under control conditions (CT). The stress response was evaluated from a phenotypic, physiological and transcriptional point of view, by measuring growth, chlorophyll (Chl) and anthocyanin (Anth) contents, and the expression of some previously selected genes by qPCR. The results obtained confirm the role of strigolactones in the regulation of stress response and highlight common and divergent elements among the three stresses considered.

Gli strigolattoni sono fitormoni vegetali, appartenenti ai lattoni apocarotenoidi, che svolgono diverse funzioni endogene ed esogene cruciali, tra cui la regolazione dello sviluppo della pianta, il controllo delle simbiosi tra piante e funghi arbuscolari, la germinazione dei semi di alcune specie vegetali parassite, come le orobanche appartenenti al genere Striga (da cui prendono il nome). Inoltre, essi sembrano giocare un ruolo importante nella regolazione della risposta allo stress abiotico. Il presente lavoro si focalizza su quest’ultima funzione, che è stata ancora solo parzialmente compresa. A questo scopo sono state utilizzate due diverse linee di mais: una inbred (B73), definita wild type, e una mutante knockout (zmccd8), incapace di produrre strigolattoni. Piantine appartenenti ad entrambe le linee sono state allevate in camera di crescita e sottoposte a tre diverse condizioni di stress abiotico: stress nutrizionale (NS), stress idrico (WS), e carenza di azoto (0N), e confrontate con piantine allevate in condizioni di controllo (CT). La risposta agli stress è stata valutata da un punto di vista fenotipico, fisiologico e trascrizionale, attraverso le misurazioni delle crescite, dei contenuti di clorofilla (Chl) ed antociani (Anth), e dell’espressione di alcuni geni precedentemente selezionati tramite qPCR. I risultati ottenuti confermano il ruolo degli strigolattoni nella regolazione della risposta agli stress e mettono in luce elementi comuni ed elementi divergenti tra i tre stress considerati.