Exploring the impact of abiotic stress on Brassica and tomato: morphophysiology and microbiome dynamics [Analisi dell'impatto dello stress abiotico su Brassica e pomodoro: morfofisiologia e dinamiche del microbioma]
I cambiamenti climatici e la crescente domanda globale di alimenti rendono necessaria la creazione di specie vegetali resilienti agli stress abiotici e compatibili con pratiche agricole sostenibili. In questa tesi sono stati investigati due approcci complementari: la base genetica della tolleranza alla siccità nelle specie di Brassica e il ruolo dell’innesto e degli ammendanti microbici nel modellare il microbioma rizosferico e le prestazioni produttive del pomodoro (Solanum lycopersicum L.). Nella prima parte, sono state condotte analisi trascrittomiche su popolazioni di Brassica oleracea L. var. botrytis × italica (landraces siciliane sensibili alla siccità) e B. macrocarpa Guss (tolleranti alla siccità), sottoposte a condizioni di irrigazione ottimale e di deficit idrico. Le misurazioni fisiologiche (ad esempio area fogliare e indice SPAD) hanno confermato le differenti risposte tra i genotipi tolleranti e sensibili. Le analisi RNA-seq comparative, condotte sia con approccio de novo che basato su genoma di riferimento, hanno permesso di identificare geni e vie metaboliche chiave coinvolti nella risposta allo stress idrico, tra cui un fattore di trascrizione con andamento opposto nei genotipi tolleranti e sensibili, fornendo così nuove informazioni sui determinanti genetici della resistenza alla siccità nelle colture di Brassica. Nella seconda parte, l’innesto del pomodoro con due portinnesti ibridi commerciali combinato con un ammendante microbico è stato valutato in condizioni di serra. I caratteri produttivi, le componenti radicali e i microbiomi rizosferici sono stati analizzati tramite sequenziamento degli ampliconi ITS e 16S rRNA. I risultati hanno mostrato che la composizione della comunità fungina era principalmente influenzata dalle combinazioni di innesto, mentre l’abbondanza batterica rispondeva più fortemente al trattamento microbico. Correlazioni significative tra taxa microbici e tratti morfometrici delle piante hanno evidenziato il potenziale sinergico di innesto e ammendanti microbici nel migliorare la crescita delle piante, mitigare gli stress di origine tellurica e promuovere una produzione orticola sostenibile. Complessivamente, i risultati di entrambi gli studi di caso forniscono strategie preziose per lo sviluppo di sistemi di produzione agricola resilienti ai cambiamenti climatici ed ecocompatibili. Le ricerche presentate in questa tesi sono state pubblicate su riviste scientifiche peer-reviewed riguardanti l’innesto del pomodoro, i consorzi microbici e la trascrittomica comparativa di genotipi di Brassica sotto stress da siccità.
Climate change, drought tolerance, transcriptomic, rhizosphere microbiome, abiotic stress, Cambiamenti climatici, tolleranza alla siccità, trascrittomica, microbioma rizosferico, stress abiotico
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