Risposta precoce alla deficienza di potassio in duna varietà di orzo (Hordeum maritimum) resistente alla salinità

Il potassio risulta un elemento essenziale per le piante intervenendo in molte funzioni vitali del biochimismo quali attivazioni enzimatiche, stabilizzazione della sintesi proteica e neutralizzazione delle cariche negative delle proteine. Per averne un adeguato rifornimento, le piante possiedono meccanismi che ne permettono l’assorbimento e la traslocazione. Mentre molto si sa sui meccanismi di trasporto del K+, poco si conosce circa il modo con cui le piante percepiscono e rispondono ai cambiamenti nella concentrazione di K+ nella rizosfera. A livello generale si sa che la deficienza di K+ aumenta la respirazione radicale e questo può essere associato alla maggiore produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) tra le quali l’acqua ossigenata (H2O2) dando origine ad uno stress di tipo ossidativo. Come in tutti gli stress ossidativi anche nel caso della carenza del K+, la pianta può reagire allo stress con una risposta precoce nella quale possono intervenire sia messaggeri lipidici che ROS. In particolare H2O2 è considerata una molecola segnale che per la sua stabilità è capace di diffondere rapidamente attraverso le membrane cellulari agendo anche a distanza. Recentemente è stato suggerito che la gliceraldeide fosfato deidrogenasi (G3PDH) abbia un ruolo importante nel mediare il segnale dovuto alle ROS. Infatti la G3PDH citosolica è stata identificata come un polipeptide che interagisce con H2O2 inserendosi potenzialmente nella cascata di trasduzione del segnale indotta dalle ROS. In particolare, è stato trovato che H2O2 non solo modifica i residui di cisteina al sito catalitico della G3PDH inattivandola, ma causa anche cambiamenti strutturali che permettono all’enzima di complessarsi con la fosfolipasi D (PLD) attivandola. Nel presente lavoro è stata studiata nell’alofita Hordeum Maritimum la risposta precoce alla carenza di potassio tramite la determinazione dell’attività della PLD, di G3PDH e del contenuto di H2O2 con lo scopo di chiarire le relazioni esistenti tra questi componenti coinvolti nella trasduzione del segnale. Piante cresciute per 30 giorni in una soluzione nutritiva di Hewitt contenente potassio 3 mM sono state trasferite nella stessa soluzione deprivata di K+ ed i prelievi sono stati effettuati dopo 2, 6, 24, 30 ore dal trasferimento. Dopo 6 ore di trattamento, in corrispondenza di una diminuzione di K+, si verificava un aumento di H2O2 ed una diminuzione di attività della G3PDH. L’attivazione della PLD si verificava dopo 24 h di trattamento.