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ECOFISIOLOGIA DELLA FOTOSINTESI DI PIANTE MIXOTROFICHE

Lo studio si articolerà in due anni, durante i quali verrà analizzata l'ecofisiologia della fotosintesi di un'orchidea parzialmente micoeterotrofica, Limodorum abortivum (L.) Swartz, utilizzata come specie modello. Le informazioni derivate contribuiranno non solo a comprendere maggiormente la fisiologia delle piante mixotrofiche, ma anche a comprendere il possibile processo evolutivo della perdita della capacità di effettuare fotosintesi nelle piante micoeterotrofiche. La ricerca rappresenta una novità assoluta nell'ambito dello studio delle piante mixotrofiche, per le quali sono disponibili numerose informazioni sulle caratteristiche della nutrizione eterotrofa, ma ben poche sulle caratteristiche della nutrizione autotrofa (Bellino et al. 2007, Oecologia). Le attività sperimentali verranno effettuate su una popolazione presente in un sistema a Pinus halepensis nel Parco Nazionale del Cilento, Vallo di Diano e Alburni (40°19'N, 14°56'E, 100 m s.l.m.), già utilizzata in studi precedenti dal nostro gruppo di ricerca. All'interno della popolazione verranno selezionati in modo randomizzato 25-30 individui, così da garantire una sufficiente consistenza campionaria e al contempo far sì che le analisi in campo vengano effettuate in un intervallo orario simile per tutte le piante. Durante il primo anno, la fisiologia della fotosintesi verrà studiata mediante Pulse Modulation Fluorimetry (PAM) separatamente in foglie, fusti e ovari, focalizzando l'attenzione su due principali aspetti: le relazioni tra quantum yield/rateo di trasporto elettronico apparente (Y/ETR-I) e irradianza e le cinetiche di induzione/rilassamento. Le analisi verranno effettuate mediante un fluorimetro da campo MINI-PAM (Waltz, Germany), accoppiato con un datalogger PicoLog 1201 (Pico Technology, USA) per la registrazione ad alta frequenza delle cinetiche di induzione/rilassamento. Le analisi delle relazioni Y/ETR-I verranno effettuate su foglie, fusti ed ovari di ogni pianta ad intervalli di 7 giorni, per 5 settimane, a partire dall'inizio della fioritura. Per garantire l'adattamento al buio delle piante al momento della misura, foglie, fusti e ovari verranno avvolti in carta d'alluminio alcune ora prima delle analisi. Le cinetiche di induzione/rilassamento verranno studiate sui tre organi di tutte le piante in un'unica occasione, al termine della fioritura, a causa della durata di ciascuna misura. L'adattamento al buio delle piante verrà ottenuto mediante l'approccio descritto, mentre il saldo accoppiamento tra sonda di misurazione e pianta durante i 35' dell'analisi verrà garantito mediante l'istallazione dell'apparato di misura su un treppiede. Le informazioni ottenute saranno utilizzate per calcolare indici di efficienza potenziale ed effettiva del fotosistema II, di velocità dei processi di adattamento al buio e alla luce, di clororespirazione, di fotoinibizione e di risposta alle variazioni di irradianza. Al fine di evidenziare possibili relazioni tra caratteristiche fotosintetiche e condizioni di illuminazione nei siti di crescita, presso ogni pianta verranno effettuate inoltre misure di irradianza ad intervalli di 30' mediante un radiometro da campo LI-250A (LI-COR, USA) equipaggiato con sensore di PAR. Durante il secondo anno, verranno analizzate le caratteristiche spettroscopiche nel UV-Vis-NIR di foglie, fusti e ovari mediante uno spettrofotometro da campo della serie JAZ (Ocean Optics, USA) con doppia sfera di integrazione per misure di riflettanza diffusa, trasmittanza e assorbanza. Tali misure saranno finalizzate al calcolo dei coefficienti di assorbimento molare della luce di foglie, fusti e ovari, nonché alla definizione di equazioni utili alla misura in campo della concentrazione di pigmenti fotosintetici.