Molecular mechanisms of plant response to ozone. Early events
2002
Ranieri, A. | Castagna, A. (Pisa Univ. (Italy). Dipartimento di Chimica e Biotecnologie Agrarie)
English. A direct relationship between forest decline and air pollution is now demonstrated. The present work deals with the main early O3-induced effects on forest plant metabolism. Experimental evidences accumulated in recent years show that O3 induces at cell level a cascade of events controlled by signal molecules, which would promote the stimulation of secondary responses at gene level as well as at hormonal and metabolic level. O3 could thus acts as a fungine elicitor, leading, in the early phases, to metabolic changes similar to those induced by pathogen attack. An O3-induced production of reactive oxygen species in the apoplast is now accepted, although the chemical origin of these toxic molecules has not yet been completely clarified. At a molecular level, O3 affects two main targets, chloroplast, by altering or even suppressing photosynthetic functionality, and nucleus, by activating or repressing some genes involved in cell defence. Although O3 phytotoxicity has been known for a long time, many questions are still unanswered, confirming the uncompleted knowledge of the biochemistry of this pollutant
Show more [+] Less [-]Italian. Una relazione diretta tra deperimento delle foreste ed inquinamento atmosferico e' ormai dimostrata. In questo lavoro sono passati in rassegna i principali effetti precoci indotti dall'O3 a livello metabolico sulle piante che compongono gli ecosistemi forestali. Dalle evidenze sperimentali degli ultimi anni, risulta evidente che l'O3 induce a livello cellulare una cascata di eventi regolati da molecole-segnale, che medierebbero la stimolazione di risposte secondarie a livello genico, ormonale e metabolico. L'O3 si comporterebbe quindi alla stregua di un elicitore fungino, causando, nelle fasi iniziali, cambiamenti metabolici simili a quelli conseguenti ad un attacco da patogeni. La produzione di specie reattive dell'ossigeno nell'apoplasto in seguito all'esposizione ad O3 e' ormai accertata, anche se rimane non del tutto chiarita la loro origine chimica. A livello molecolare l'O3 agisce fondamentalmente su due target: il cloroplasto, dove le funzioni fotosintetiche sono alterate o addirittura inibite, e il nucleo, dove certi geni connessi alla difesa vengono indotti ed altri repressi. Sebbene l'elevata capacita' fitotossica dell'O3 sia da tempo accertata, molti sono ancora gli interrogativi aperti, a conferma della non completa comprensione dell'esatta biochimica di questo inquinante
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