CHITOSANO

breve riassunto degli articoli scientifici:

Transcript profiling of chitosan treated Arabidopsis seeldings

e

Chitosan for improving orchid production and quality

di Pierdomenico Perata

La profilazione della trascrizione è una tecnica utilizzata per studiare i cambiamenti nell’espressione genica in un organismo in diverse condizioni. In questo studio, è stata eseguita la profilazione della trascrizione per comprendere gli effetti del trattamento con chitosano su piantine di Arabidopsis, una specie molto utilizzata negli studi scientifici. Il chitosano è un polisaccaride derivato dalla chitina. Quest’ultimo, si trova nell’esoscheletro dei crostacei. È stato dimostrato che il chitosano ha vari effetti benefici sulle piante, tra cui una maggiore resistenza agli agenti patogeni e una migliore tolleranza agli stress abiotici. Le piantine di Arabidopsis sono state trattate con chitosano e il trascrittoma, è una “raccolta” completa di mRNA di un organismo, un gruppo di cellule o anche una cellula specifica, è stato analizzato. L’obiettivo era identificare i geni espressi in modo differenziale in risposta al trattamento con chitosano. I risultati hanno rivelato un’ampia gamma di geni espressi in modo differenziale durante il trattamento con chitosano. Questi geni erano coinvolti in vari processi biologici, comprese le risposte di difesa, la segnalazione ormonale e il metabolismo. Il chitosano, la forma acetilata della chitina, svolge un ruolo cruciale nell’indurre la protezione contro gli agenti patogeni in molte specie vegetali. Quando applicato alle foglie di Arabidopsis, il chitosano conferisce resistenza alla Botrytis cinerea, un comune patogeno fungino. Ma come funziona a livello molecolare? Le piante riconoscono potenziali agenti patogeni attraverso intricate reti di segnali di difesa. Dopo aver rilevato elicitori di pattern molecolari associati a microbi o agenti patogeni (MAMP/PAMP), le piante attivano meccanismi di difesa inducibili. La chitina, funge da MAMP. Quando gli oligomeri di chitina purificati vengono applicati alle piante, suscitano varie reazioni di difesa e riducono la suscettibilità alle successive sfide fungine.

Impatto del chitosano sull’espressione genica: gli autori hanno condotto un’analisi di profilazione della trascrizione su piantine di Arabidopsis trattate con chitosano. I risultati hanno rivelato che i geni della risposta di difesa, compresi quelli coinvolti nella biosintesi della camalexina, erano sovraregolati dal chitosano. È interessante notare che questa risposta si è verificata non solo nelle piante selvatiche ma anche nel mutante cerk1 insensibile alla chitina, suggerendo che il chitosano viene percepito attraverso un percorso indipendente da CERK1. Diversi geni coinvolti nelle risposte di difesa erano sovraregolati in risposta al trattamento con chitosano. Questi geni svolgono un ruolo cruciale nella protezione delle piante dagli agenti patogeni. Inoltre, anche i geni coinvolti nelle vie di segnalazione ormonale, come l’acido jasmonico e la segnalazione dell’etilene, erano espressi in modo differenziale. Ciò suggerisce che il trattamento con chitosano può attivare queste vie di segnalazione, portando ad una maggiore resistenza agli agenti patogeni e ad una migliore tolleranza allo stress. Inoltre, il trattamento con chitosano ha comportato anche cambiamenti nell’espressione dei geni coinvolti in vari processi metabolici. Ciò include i geni coinvolti nel metabolismo dei carboidrati, nel metabolismo degli aminoacidi e nel metabolismo dei lipidi. Questi risultati suggeriscono che il trattamento con chitosano può influenzare lo stato metabolico generale delle piante, portando potenzialmente a un miglioramento della crescita e dello sviluppo. Nel complesso, il profilo della trascrizione delle piantine di Arabidopsis trattate con chitosano fornisce preziose informazioni sui meccanismi molecolari alla base degli effetti benefici del chitosano sulle piante. Identifica geni e percorsi chiave che vengono espressi in modo differenziale durante il trattamento con chitosano, che possono servire come bersagli per ulteriori indagini e manipolazioni per migliorare la resistenza delle piante agli agenti patogeni e allo stress.

Chitosano e orchidee

Il chitosano è recentemente è stato quindi un promotore della crescita delle piante in alcune specie, comprese le orchidee. Il grado di deacetilazione e concentrazione Le molecole di chitosano hanno effetti diversi sulla crescita e sullo sviluppo delle orchidee coltivate in vitro. È stata dimostrata la spruzzatura con chitosano per ridurre significativamente la gravità della malattie fungine nelle orchidee. Inoltre, è stato dimostrato che l’applicazione del chitosano a piante di Dendrobium causa un aumento delle dimensioni dei fiori e la lunghezza delle infiorescenze.

Riepilogo:

La profilazione della trascrizione è una tecnica utilizzata per studiare i modelli di espressione genica in un organismo. In questo studio è stato studiato l’effetto del trattamento con chitosano sulle piantine di Arabidopsis. Il chitosano è un composto biocompatibile derivato dalla chitina, un polimero naturale presente nell’esoscheletro dei crostacei. I risultati dello studio dimostrano che il chitosano attiva i geni coiinvolti con la difesa della pianta nei confronti di patogeni. Inoltre vengono atttivate vie di segnalazione ormonale che suggeriscono un possibile ruolo promotore della crescita delle piante. In un altro stusio è stato in effetti dimostrato come il trattamento con chitosano aumenti la dimensione  dei fiori in Dendrobium.

Bibliografia

Povero, G., Loreti, E., Pucciariello, C., Santaniello, A., Di Tommaso, D., Di Tommaso, G., … & Perata, P. (2011). Transcript profiling of chitosan-treated Arabidopsis seedlings. Journal of plant research, 124, 619-629.

Uthairatanakij, A., Teixeira da Silva, J. A., & Obsuwan, K. (2007). Chitosan for improving orchid production and quality. Orchid Science and Biotechnology, 1(1), 1-5.