Architettura radicale in due varietà di riso con differente capacità di accumulo di cadmio: indagini bi- e tri-dimensionali

L'inquinamento dei suoli da metalli pesanti comporta problemi sia ambientali che per la salute umana. L’impiego di piante accumulatrici di metalli in processi di phytoremedation rappresenta una possibile strategia di risanamento ambientale. Tuttavia, per le piante coltivate, come il riso, l’interesse è perlopiù rivolto all’identificazione di genotipi in grado di ridurre l'assunzione giornaliera di metalli pesanti come il cadmio (Cd) attraverso la dieta. I meccanismi che regolano l’accumulo di Cd nella pianta sono molto complessi e controllati da molteplici geni. Un aspetto importante che influenza la capacità di acquisizione degli elementi dal suolo è l’architettura radicale. La plasticità dell’apparato radicale consente alla pianta di esplorare diverse zone del suolo in risposta alle necessità della pianta stessa ed alle condizioni specifiche del suolo. Nonostante la sua importanza, poche sono le informazioni relative al contributo che le diverse componenti dell’architettura radicale - quali la lunghezza delle radici ed il root growth angle - possono fornire allo studio dei meccanismi di acquisizione dei metalli pesanti. Una precedente caratterizzazione dello ionoma della granella di una popolazione di 281 varietà di riso ha evidenziato differenze significative nella capacità di accumulo di Cd delle varietà Capataz (alto contenuto di Cd) e Beirao (basso contentuto di Cd). La successiva caratterizzazione fisiologica e molecolare ha permesso di evidenziare come il minor accumulo di Cd nella granella di Beirao fosse attribuibile ad una sua maggiore capacità di ritenere il metallo nelle radici, limitandone così la traslocazione alla parte epigea. In questo lavoro, piante di Capataz e Beirao sono state allevate in rhizobox utilizzando un suolo di risaia. Dalle immagini acquisite dell’apparato radicale è stato possibile stimare una maggiore capacità di esplorazione del suolo di Capataz rispetto a Beirao. Tuttavia l’esperimento condotto in rhizobox consente solo un’analisi bidimensionale dell’apparato radicale. Per ottenere informazioni tridimensionali, è stata avviata un’indagine mediante micro-tomografia computerizzata di assorbimento di raggi-X ad alta risoluzione (X-ray microCT), tecnica di imaging che consente di indagare la struttura interna di oggetti radio-opachi in maniera non distruttiva. Tale approccio infatti rende possibile lo studio dell’apparato radicale direttamente nel suolo, quindi senza minimamente alterarne l’architettura, eseguendo la scansione dell’intero contenitore in cui la pianta è coltivata. A tal scopo, un protocollo analitico è attualmente in fase di allestimento per l’ottimizzazione delle acquisizioni.