Fattori che influenzano la crescita apicale del polline nell’autoincompatibilità

Fattori che influenzano la crescita apicale del polline nell’autoincompatibilità Iorio RA1, Aloisi I 1, De Franceschi P2, Dondini L 2, Cai G3, SansaviniS2, Serafini Fracassini D1, Del Duca S*1 1 Dipartimento di Biologia, Università di Bologna, Via Irnerio 42, Bologna (Italy), stefano.delduca@unibo.it 2 Dipartimento di Colture Arboree, Università di Bologna, 3 Dipartimento di Scienze Ambientali, Università di Siena La risposta di autoincompatibilità (SI) nella riproduzione sessuale delle piante è il sistema più importante per prevenire l’autofecondazione; dal punto di vista evolutivo si ritiene che il grande successo delle angiosperme sia dovuto, almeno in parte, all’affermarsi della SI. Questa risposta prevede l’interazione polline-pistillo ed un sistema di riconoscimento fra le cellule che regola l’accettazione o il rigetto del polline, così che quello incompatibile venga inibito selettivamente in stadi specifici durante l’impollinazione. Un aspetto intrigante della biologia riproduttiva delle piante è capire come questa risposta si manifesti e quali siano i protagonisti dell’ interazione polline-pistillo. Un ruolo chiave nella SI, almeno nelle Rosaceae, è attribuito al locus genico S dello stilo che codifica per una glicoproteina con attività ribonucleasica (S-RNasi) che entra nei tubetti in crescita bloccando quelli incompatibili (1, 2). Fra i fattori che potrebbero giocare un ruolo vi sono le poliammine (PAs) che sono essenziali per la crescita cellulare negli animali e nelle piante e che durante l’impollinazione dello stilo vengono rilasciate negli spazi intercellulari (3,4), probabilmente svolgendo un ruolo nell’interazione polline-pistillo (5). Per verificare questa ipotesi il polline germinante è stato trattato con diverse ammine; quelle che si sono dimostrate più efficaci sono la spermina (spm) ed il BD23 (un’ammina artificiale) che bloccano completamente la crescita del tubetto già alla concentrazione di 0.1 mM. Analizzando il contenuto delle PAs naturali nei pistilli impollinati con polline “self” o con polline compatibile si è visto che nei due sistemi il pattern di queste molecole varia sia in funzione del tipo di poliammina, sia che siano libere o legate. Il ruolo delle PAs nel tubetto pollinico non è stato ancora chiarito, ma sembra essere in relazione all’interazione con altre molecole ad es. proteine (7) e/o al metabolismo dei diversi RNAs ed al controllo dell’attività RNasica durante l’emergenza e la crescita del tubetto (4, 6). In Pyrus c., le PAs alifatiche libere sono più concentrate negli stili impollinati con polline compatibile rispetto a quelli con polline incompatibile. I risultati sono in accordo con una possibile inibizione dell’attività RNasica da parte delle PAs poiché un’inibizione dell’attività RNasica ha luogo nella SI (1). Il trattamento del polline germinante con una S-RNasi ricombinante (allele S105) blocca completamente l’allungamento del tubetto in circa il 50% dei pollini dimostrando che anche in Pyrus c. l’attività S-RNasica gioca un ruolo chiave. Inoltre, poichè in letteratura è riportato che le PAs possano avere un ruolo “scavengers” delle Specie Reattive dell’Ossigeno (ROS) (8), si è analizzato anche quest’aspetto. Si sa che i ROS sono prodotti fisiologicamente durante la germinazione e la crescita del tubetto (9,10) e quando la loro formazione viene inibita la crescita del tubetto si arresta. Utilizzando tests con l’NBT per mettere in evidenza i ROS nel polline germinante, abbiamo visto che la spm ed il BD23 alle concentrazione 0.1 mM inibiscono drasticamente la formazione di ROS lasciando ipotizzare un meccanismo in cui le PAs potrebbero agire controllandone la concentrazione nei tubetti in crescita. Bibliografia 1. McClure BA, Franklin-Tong V (2006) Planta 224:233–245 2. Di Sandro A, Serafini-Fracassini D, Del Duca S, ., et al. (2007) Acta Hort. 800, 423-426. 3. Bagni N, Adamo P, Serafini-Fracassini D, Villanueva VR (1981) Plant Physiol 68:727–730 4. Speranza A, Cal...