La risposta alla salinità di specie macroterme mediterranee da tappeto erboso

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1 16/4/214 Potenza 11 Aprile 214 La risposta alla salinità di specie macroterme mediterranee da tappeto erboso S. Lovelli, PhD Scuola di Scienze Agrarie, Forestali, Alimentari ed Ambientali S.A.F.E. Università degli Studi della Basilicata Dimensione del problema salinità 1

2 16/4/214 ed in Europa SALINIZZAZIONE PRIMARIA SALINIZZAZIONE SECONDARIA Incremento della salinizzazione secondaria nelle aree del Mediterraneo in seguito ad irrigazione. Danno arrecato dalla salinità ai tappeti erbosi Paspalum vaginatum 2

3 16/4/214 I sali presenti nei terreni influenzano il potenziale idrico e possono essere molto tossici per le piante, in base alla capacità di tollerare o meno i soluti, le piante sono suddivise in: ALOFITE GLICOFITE SALI sopravvivono anche ad elevate concentrazioni di Sali. sensibili a concentrazioni più o meno elevate di Sali Suaeda maritima Distichlis spicata (Flowers and Colmer, 28) 3

4 16/4/214 (Yadav et al., 211) Principali meccanismi di adattamento e tolleranza alla salinità 4. Compartimentazione degli ioni tossici nel vacuolo o parete cellulare. Compartimentazione cellulare 3. Solo nelle specie alofite Escrezione dei sali attraverso vescicole di sali Salt glands, salt-hairs or bladders 2. Trasporto degli ioni tossici nei fusti e/o foglie più vecchie Compartimentazione a livello di pianta 1. Riduzione dell ingresso di ioni tossici a livello radicale - Esclusione ionica radicale Na + Cl 4

5 16/4/214 Esoghiandole saline Salt glands Strutture epidermica bicellulare composta da: una cellula basale inserita nell epidermide epidermide fogliare; una cellula superiore; pareti cellulari cutinizzate; dimensioni 15-7 µm. Dai tessuti fogliari il sale viene trasportato attraverso la piccola cellula del peduncolo alla cellula vescicolare rigonfia. Con il tempo aumenta la concentrazione di sale fino a determinare l esplosione della cellula stessa, che cade liberando il suo contenuto La tolleranza alla salinità è associata all esclusione ionica SALT GLANDS Cynodon dactylon (Marcum, 26) 5

6 16/4/214 Il livello di tolleranza assoluta di una specie o ecotipo non può essere determinato data la complessità della risposta alla salinità ed i numerosi fattori coinvolti. Aggiustamento osmotico tutte hanno l aggiustamento osmotico Shoot saline ion exclusion (Cl - and Na + ) solo le specie tolleranti L utilizzo di differenti criteri per misurare la tolleranza alla salinità complica ulteriormente i confronti tra le specie da tappeto erboso Esempio di criteri utilizzati: Shoot weight (Hughes et al, 1975) Shoot weight reduction relative to non salinized i plants (Dudeck and Peaccock, 1985) Root weight or length (Kik, 1989), Shoot/leaf length (Horst and Beadle, 1984), Shoot visual injury (Greub et al., 1985), Plant survival (Ahti et al.,198), and seed germination (Marcar, 1987) (Marcum, 26) 6

7 16/4/214 (Harivandi and Marcum, 28) OBIETTIVO DELL ATTIVITÀ SPERIMENTALE I programmi di miglioramento genetico per la salinità sono ancora pochi, ma esiste un grande potenziale inesplorato: è necessario un lavoro di screening per individuare nell ambito delle specie macroterme autoctone da tappeto erboso eventuali ecotipi tolleranti la salinità 7

8 16/4/214 MATERIALI E METODI Screening delle specie effettuato nell estate del 211 ed A2 Cynodon inverno 212 diverse specie autoctone sono state raccolte in aree costiere e collinari; Coltivazione ex-situ delle piante raccolte; 31 ecotipi di Cynodon dactylon e Paspalum sottoposti a condizioni di salinità. Cod. Pian. Specie Luogo raccolta ID P_P2 Cynodon Massafra (TA) 1 dactylon Va Cynodon Vasto (CH) 2 Vb Cynodon Vasto (CH) 3 Vc Cynodon Vasto (CH) 4 Ve Cynodon Vasto (CH) 5 Vf Cynodon Vasto (CH) 6 Vg (corallina) Paspalum Vasto (CH) 7 1R Cynodon Pisticci (MT) 8 2R Cynodon Pisticci (MT) 9 8R Cynodon Pisticci (MT) 1 G1 Cynodon Ginosa (TA) 11 G2 Cynodon Ginosa (TA) 12 G3 Cynodon Ginosa (TA) 13 dactylon 3 Cynodon Montescaglioso 14 (MT) 4 Cynodon Feronia (RM) 15 5 Cynodon Diamante (CS) 16 C_O1 Cynodon Conversano 17 (BA) C_O1bis Cynodon Conversano 18 (BA) AZ_P5 Cynodon Matera 19 Pa4 Cynodon Pantanello (MT) 21 A1 Cynodon Ascea (SA) 22 dactylon A2 Cynodon Ascea (SA) 23 dactylon A3 Cynodon Ascea (SA) 24 A6 Cynodon Ascea (SA) 25 dactylon A7 Cynodon Ascea (SA) 26 dactylon Panama Cynodon Commerciale 27 Transcontine Cynodon Commerciale 28 ntal Yukon Cynodon Commerciale 29 Strada 2 Paspalum Barletta (BAT) 35 paspaloides Seaspray Paspalum Commerciale 36 vaginatum MATERIALI E METODI Soluzione nutritiva: Hoagland 2 ( ph= 6,5; EC =2,2 dsm -1 ; Hogland and Arnon, 195); Data di trapianto: ; Sistema di riscaldamento automatico; Schema sperimentale a blocco randomizzato: trattamenti a confronto 1) C (2,2 dsm -1 ) 2) Salato 15 mm NaCl (15 dsm -1 ); Sistema di allevamento: Floating system. 8

9 16/4/214 MISURE EFFETTUATE ED ATTREZZATURE UTILIZZATE Peso Fresco Peso secco (ripartizione della sostanza secca e rapporto root/shoot) Area fogliare. Concentrazione tissutale di ioni Na + e Cl - Misuratore elettronico di superficie( Li-Cor 31). Ecotipi allevati in floating system Analisi statisica: ANOVA ed analisi multivariata (PCA e Cluster) RISULTATI 3 15 mm NaCl Area Fogliare (cm 2 ) cm 2 Area fogliare (cm 2 ) cm

10 16/4/ mm Nacl Peso fresco (g) g Peso fresco (g) g mm NaCl Peso secco (g g) ,5 g Peso Secco (g) ,1 g 1

11 16/4/214 Specie Luogo raccolta ID Riduzione % di crescita Cynodon dactylon Massafra (TA) 1 Cynodon dactylon Vasto (CH) 2 3 Cynodon dactylon Vasto (CH) 3 Cynodon dactylon Vasto (CH) 4 61 Cynodon dactylon Vasto (CH) 5 7 Cynodon dactylon Vasto (CH) 6 Cynodon dactylon Vasto (CH) 7 47 Cynodon dactylon Pisticci (MT) 8 3 Cynodon dactylon Pisticci (MT) 9 45 Cynodon dactylon Pisticci (MT) 1 26 Cynodon dactylon Ginosa (TA) Cynodon dactylon Ginosa (TA) Cynodon dactylon Ginosa (TA) Cynodon dactylon Montescaglioso (MT) Cynodon dactylon Feronia (RM) Cynodon dactylon Diamante (CS) Cynodon dactylon Conversano (BA) 17 Cynodon dactylon Conversano (BA) Cynodon dactylon Matera Cynodon dactylon Pantanello (MT) Cynodon dactylon Ascea (SA) Cynodon dactylon Ascea (SA) Cynodon dactylon Ascea (SA) 24 4 Cynodon dactylon Ascea (SA) Cynodon dactylon Ascea (SA) 26 Cynodon dactylon Commerciale Cynodon dactylon Commerciale Cynodon dactylon Commerciale Paspalum paspaloides Barletta (BAT) Paspalum vaginatum Commerciale mm NaCl Peso secco radici (g) Peso secco radici (g)

12 16/4/214 1,6 15 mm NaCl 1,6 1,4 1,4 Root/shoot (g g -1 ) 1,2 1,,8,6,4 O,55 g g -1 Root/shoot (g g -1 ) 1,2 1,,8,6,4 O,33 g g -1,,,2, mm NaCl Lunghezza Foglie (cm) cm Lunghezza Foglie (cm) cm

13 16/4/ mmol Na Cl 8 Larghezza Foglie (cm) Larghezza Foglie (cm) mmol NaCl 12 53cm 12 Lunghez zza Internodi (cm) Lunghezz za Internodi (cm) cm 13

14 16/4/214.. dopo ulteriori 3 giorni 15 mm NaCl Peso Secco (g) 15 1 Peso secco (g) PC2 (17%) 2,4 r/s 1,8 1,2,6 Ps_r area_f Pf Ps ,6 L_f l_f -1,2-1,8-2,4-3, PC1 (55%) l_i Loading Loading,8,6,4,2, -,2 -,4 -,6 -,8-1,,8,6,4,2, -,2 -,4 -,6 -,8-1,,4497,457,468,3434 -,9318,3768,3291 area_f Pf Ps Ps_r r/s l_f L_f l_i,9819,544,2974,6655,4412,7288 -,1844 -,1887 area_f Pf Ps Ps_r r/s l_f L_f l_i -,

15 16/4/214 Trattamento 15mM NaCl PC2 (21%) 2,4 L_f l_f 1,6 8,8 r/s l_i Ps_r ,8 Pf Ps area_f -1,6-2,4-3,2-4, PC1 (43%) Correlation Correlatio on,96,84,72,6,48,36,24,12,,72,6,48,36,24,12, -,12 -,24,9573,969,8778 area_f Pf -,2821 area_f,7284,4645 -,9453,1433,2118 Ps Ps_r r/s l_f L_f l_i,2734 -,169 -,1615 Pf,2451,8989,859 Ps Ps_r r/s l_f L_f l_i,2756 3A 5A 9A 6A 8A 2A mm NaCl Distance Peso se ecco (g) 15 3A 3A 1 2A 5 e

16 16/4/ A 5A 9A 6A 8A 2A Luogo di raccolta Massafra (TA) Specie N. Acces Cynodon dactylon 1 Vasto Cynodon dactylon 2 Vasto Cynodon dactylon 3 Distance 5 6 Vasto Paspalum paspaloides Ascea Cynodon dactylon 25 9 Yukon Cynodon dactylon 29 1 (Com.) Barletta Paspalum paspaloides 35 (BAT) Seaspray Paspalum vaginatum (Com.) 36 CONCLUSIONI Screeening iniziale sul materiale individuato; Variabilità in termini di accrescimento degli ecotipi studiati in risposta alla salinità; Alcuni degli ecotipi individuati si comportano come specie ALOFITE TOLLERANTI LA SALINITA. Grazie per l attenzione 16