Andreozzi, Anna (2021) Approcci omici per lo studio dei microorganismi associati a leguminose e cereali. [Tesi di dottorato]

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Questo lavoro di tesi è diviso in tre capitoli in relazione agli obbiettivi e ai risultati ottenuti. Nel capitolo 1 è stato dimostrato che: -il trattamento esogeno di colture dell'endofita azoto-fissatore, Enterobacter cloacae RCA25, con la molecola di IAA porta ad un miglioramento della sua capacità azoto-fissativa. Il miglioramento osservato è paragonabile a quello ottenuto per il ceppo modificato RCA25-64 in grado di sintetizzare aumentati livelli di IAA. -L'attività nitrogenasica aumenta quando le piante di riso sono co-inoculate con una miscela di endofiti costituita dal produttore di IAA Herbaspirillum huttiense RCA24 e dall'azoto fissatore E. cloacae RCA25, miscelati in un rapporto 1:10. -L'analisi mediante microscopia confocale ci ha permesso di stabilire che un requisito importante per ottenere un aumento della fissazione dell'azoto è la co-localizzazione dei due endofiti negli spazi intracellulari delle radici di riso co-infettate. -L'effetto della co-inoculazione con la miscela di endofiti, in condizioni di serra, influenza positivamente i parametri fisiologici e di crescita per la cultivar di riso Baldo ma non per la cultivar Vialone Nano rispetto all'inoculazione singola. Nel capitolo 2 per far luce sui meccanismi attraverso i quali la molecola di IAA influenza l'espressione di alcuni geni, e in particolare quelli coinvolti nella fissazione dell'azoto, sono stati utulizzati saggi in vivo e in vitro, per dimostrare, per la prima volta, che l'IAA: -influenza lo stato topologico del DNA nei batteri, -interagisce direttamente con il DNA in vitro, -inibisce l'attività di rilassamento della DNA topoisomerasi batterica di tipo IA, -induce l'espressione di geni batterici sensibili ai cambiamenti topologici del DNA, -attiva il promotore del gene nifA, il principale regolatore dei geni di fissazione dell'azoto. Le attività descritte nel Capitolo 3 riguardano l'isolamento dei batteri endofiti coltivabili associati al riso africano O. glaberrima. Il riso O. glaberrima è coltivato nella valle del fiume Niger in presenza di input esterni bassi o nulli. Questa varietà di riso è molto vicina a una varietà selvatica e ha molti tratti unici agronomicamente interessanti come la competitività alle infestanti, la tolleranza alla siccità e la capacità di crescere in condizioni di basso input. Queste caratteristiche sono determinate da molti fattori che includono il genotipo, le pratiche agronomiche, l'ambiente e il microbioma ad essa associato. In questa ultima parte del lavoro di tesi sono stati isolati gli endofiti coltivabili presenti nei tessuti di O. glaberrima ed è stata analizzata la capacità di questi endofiti di colonizzare il riso asiatico O. sativa. Gli endofiti più efficienti sono stati poi utilizzati per cercare di migliorare la crescita del riso asiatico O. sativa in condizioni di stress abiotico.

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