The study of soil-plant relationships is a prerequisite for controlling production of the vineyard. In vineyard sites of Gambellara, we studied the relationship between productivity, the main physico-chemical properties of soils and some innovative indices for the diagnosis of the nutritional status of the grape as i) the biodegradation capacity of organic matter evaluated by means of degradation of filaments of vegetal and animal origin and ii) the expression of genes that could be involved in defence mechanisms of grape to abiotic stress. Large and significant differences (p<0.05) were observed for physical and chemical fertility parameters evaluated. The vineyards characterized by high productivity are those showing a neutral pH, good supply of organic matter and adequate C/N ratio. These soils also showed high biodegradation of organic matter determined through the soil filaments degradation. The ARISA analysis (Amplified Ribosomal Intergenic Spacer Analysis), carried out on DNA samples isolated through an automatic procedure, showed that sites Pio Paulsen and Pio Carenza, characterized by low biodegradation capacity of organic matter, have a reduced genetic similarity compared to sites Chiarafontana and Branco viceversa characterized by high biodegradation capacity. Furthermore, the number of ARISA peaks, index of the number of soil bacterial species, was was statistically lower (p <0.05) in sites Pio Paulsen and Pio Carenza with respect to sites Chiarafontana and Branco. Plants of Campilonghi’s vineyard which is characterized by acid pH, scarce organic matter content, low C/N ratio, limited degradation capacity of filaments and low leaves content of nitrogen and sulphur showed, with respect plants of Pio Paulsen involved as control, up-regulation of WRKY, SuSy, PAL and STS1 genes. In conclusion, the degradative capacity of filaments and the assays of expression of above genes seem to be valid indicators of soil fertility and grape nutritional status.

Lo studio della relazione suolo-pianta è un presupposto fondamentale per il controllo vegeto-produttivo del vigneto. In siti vitati della zona D.O.C. di Gambellara, ci si è proposti di studiare la relazione fra la produttività, le principali caratteristiche fisico-chimiche del suolo e alcuni indici innovativi per la diagnosi dello stato nutrizionale della vite quali la capacità biodegradativa della sostanza organica valutata mediante la degradazione di fili di natura vegetale e animale inseriti nel suolo e la valutazione dell’espressione di geni che potrebbero essere coinvolti nei meccanismi di difesa della vite dagli stress abiotici. Ampie e significative differenze (p<0,05) sono state riscontrate fra i parametri di fertilità fisico-chimica esaminati. I vigneti caratterizzati da maggiore produttività sono quelli che evidenziano valori di pH neutro, buona dotazione di sostanza organica e un adeguato rapporto C/N. Questi suoli presentano, inoltre, elevata capacità biodegradativa della sostanza organica determinata in base alla degradazione dei fili immessi nel suolo. L’analisi ARISA (Amplified Ribosomal Intergenic Spacer Analysis), eseguita su campioni di DNA estratto da suolo in maniera automatizzata tramite la messa a punto di un nuovo protocollo, ha evidenziato che i siti Pio Paulsen e Pio Carenza, caratterizzati da bassa attività biodegradativa della sostanza organica, hanno una ridotta similarità genetica rispetto ai siti Chiarafontana e Branco caratterizzati viceversa da pronunciata attività biodegradativa. Inoltre, il numero di picchi ARISA, indice della numerosità delle specie batteriche presenti nel suolo, è risultato statisticamente inferiore (p<0,05) nei siti Pio Paulsen e Pio Carenza rispetto ai siti Chiarafontana e Branco. Nelle piante del sito Campilonghi che è caratterizzato da pH acido, scarsa dotazione di sostanza organica, basso rapporto C/N, limitata attività degradativa dei fili vegetali e da basso contenuto fogliare di azoto e zolfo è stata riscontrata la sovra-espressione, rispetto al sito di controllo Pio Paulsen, dei geni WRKY, SuSy, PAL e STS1. In conclusione, la capacità degradativa dei fili e la valutazione dell’espressione dei suddetti geni sembrano essere dei validi indicatori della fertilità del suolo e dello stato nutrizionale della vite.

Ricerca di nuovi indici molecolari e microbiologici dello stato nutrizionale della vite / Bertaggia, Marco. - (2013 Jan 29).

Ricerca di nuovi indici molecolari e microbiologici dello stato nutrizionale della vite

Bertaggia, Marco
2013-01-29

Abstract

The study of soil-plant relationships is a prerequisite for controlling production of the vineyard. In vineyard sites of Gambellara, we studied the relationship between productivity, the main physico-chemical properties of soils and some innovative indices for the diagnosis of the nutritional status of the grape as i) the biodegradation capacity of organic matter evaluated by means of degradation of filaments of vegetal and animal origin and ii) the expression of genes that could be involved in defence mechanisms of grape to abiotic stress. Large and significant differences (p<0.05) were observed for physical and chemical fertility parameters evaluated. The vineyards characterized by high productivity are those showing a neutral pH, good supply of organic matter and adequate C/N ratio. These soils also showed high biodegradation of organic matter determined through the soil filaments degradation. The ARISA analysis (Amplified Ribosomal Intergenic Spacer Analysis), carried out on DNA samples isolated through an automatic procedure, showed that sites Pio Paulsen and Pio Carenza, characterized by low biodegradation capacity of organic matter, have a reduced genetic similarity compared to sites Chiarafontana and Branco viceversa characterized by high biodegradation capacity. Furthermore, the number of ARISA peaks, index of the number of soil bacterial species, was was statistically lower (p <0.05) in sites Pio Paulsen and Pio Carenza with respect to sites Chiarafontana and Branco. Plants of Campilonghi’s vineyard which is characterized by acid pH, scarce organic matter content, low C/N ratio, limited degradation capacity of filaments and low leaves content of nitrogen and sulphur showed, with respect plants of Pio Paulsen involved as control, up-regulation of WRKY, SuSy, PAL and STS1 genes. In conclusion, the degradative capacity of filaments and the assays of expression of above genes seem to be valid indicators of soil fertility and grape nutritional status.
Lo studio della relazione suolo-pianta è un presupposto fondamentale per il controllo vegeto-produttivo del vigneto. In siti vitati della zona D.O.C. di Gambellara, ci si è proposti di studiare la relazione fra la produttività, le principali caratteristiche fisico-chimiche del suolo e alcuni indici innovativi per la diagnosi dello stato nutrizionale della vite quali la capacità biodegradativa della sostanza organica valutata mediante la degradazione di fili di natura vegetale e animale inseriti nel suolo e la valutazione dell’espressione di geni che potrebbero essere coinvolti nei meccanismi di difesa della vite dagli stress abiotici. Ampie e significative differenze (p<0,05) sono state riscontrate fra i parametri di fertilità fisico-chimica esaminati. I vigneti caratterizzati da maggiore produttività sono quelli che evidenziano valori di pH neutro, buona dotazione di sostanza organica e un adeguato rapporto C/N. Questi suoli presentano, inoltre, elevata capacità biodegradativa della sostanza organica determinata in base alla degradazione dei fili immessi nel suolo. L’analisi ARISA (Amplified Ribosomal Intergenic Spacer Analysis), eseguita su campioni di DNA estratto da suolo in maniera automatizzata tramite la messa a punto di un nuovo protocollo, ha evidenziato che i siti Pio Paulsen e Pio Carenza, caratterizzati da bassa attività biodegradativa della sostanza organica, hanno una ridotta similarità genetica rispetto ai siti Chiarafontana e Branco caratterizzati viceversa da pronunciata attività biodegradativa. Inoltre, il numero di picchi ARISA, indice della numerosità delle specie batteriche presenti nel suolo, è risultato statisticamente inferiore (p<0,05) nei siti Pio Paulsen e Pio Carenza rispetto ai siti Chiarafontana e Branco. Nelle piante del sito Campilonghi che è caratterizzato da pH acido, scarsa dotazione di sostanza organica, basso rapporto C/N, limitata attività degradativa dei fili vegetali e da basso contenuto fogliare di azoto e zolfo è stata riscontrata la sovra-espressione, rispetto al sito di controllo Pio Paulsen, dei geni WRKY, SuSy, PAL e STS1. In conclusione, la capacità degradativa dei fili e la valutazione dell’espressione dei suddetti geni sembrano essere dei validi indicatori della fertilità del suolo e dello stato nutrizionale della vite.
suolo, vite, stress nutrizionale, sostanza organica, espressione genica / soil, grape, nutritional stress, organic matter, genetic expression
Ricerca di nuovi indici molecolari e microbiologici dello stato nutrizionale della vite / Bertaggia, Marco. - (2013 Jan 29).
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