The effect of arbuscular mycorrhiza on micropropagated olive (Olea Europaea L.) plant growth

Abstract

The effect of three strains of arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) from Indonesia were studied on olive plantlets of cv Moraiolo and Canino previously propagated in vitro, both transgenic for rolABC and osmotine genes, and non transgenic. First, the studies characterized the morphology, the physiology and the molecular aspects of the fungi used for the experiments. Then the stability of transgenes was tested. Results showed that molecular studies did not allow the distinction of the two types of Gigaspora, but it was possible to distinguish them through morphological analysis. Transgenic cultivars of olive (osmotin and rolABC) used for the experiment continued to express the transgene even after several years in vitro. Furthermore, studies were conducted to improve proliferation of cv Canino by using Dikegulac, a compound that inhibit gibberellins biosynthesis in plants. It was very effective for reducing the apical dominance, and for increasing the number of shoots that could be suitable for the rooting phase. Rooting was improved by exposing the shoots to 16 hours of light after being kept to 4 days in continuous darkness. Infection with strains of AMF improved the growth of micropropagated non-transgenic plants and their survival rate. However, growth differences were observed among the strains of AMF used. This experiment designed using a poor soil in structure, showed better growth difference among seedlings and mycorrhization respect to the control. The reduction of transgenic plants for osmotin to establish symbiosis with AMF strains was not observed even if the could present a fungicidal action of the protein over-expressed in these plants.

E’ stato effettuato uno studio sulla micorizzazione arbuscolare (MA) con tre ceppi provenienti dall’Indonesia, in piantine d’olivo propagate in vitro della cv Canino, transgeniche e non, e della cv Moraiolo non transgenica. Prima dell’inoculazione sono stati compiuti studi per la caratterizzazione sia morfologica, fisiologica che molecolare dei ceppi di micorizze, nonché esperimenti per determinare la stabilità dei transgeni nelle piante che over-esprimevano osmotina, proteina ad azione fungicida, e piante che esprimevano i geni rolABC che inducono una riduzione della dimensioni della taglia. I risultati hanno dimostrato che lo studio molecolare non permette la distinzione dei due tipi di Gigaspora, cosa che invece è stata possibile attraverso l’analisi morfologica. Entrambe i genotipi transgenici d’olivo (osmotina e rolABC) continuavano ad esprimere il transgene anche dopo diversi anni in coltura in vitro. Inoltre sono stati condotti studi per migliorare la fase di proliferazione della cv Canino impiegata per l’esperimento, attraverso l’uso del Dikegulac, un composto che inibisce la biosintesi delle giberelline nelle piante, il quale è risultato molto efficace nel ridurre la dominanza apicale, inducendo un aumento del numero di germogli adatti alla fase di radicazione. Quest’ultima è stata migliorata in seguito ad importanti informazioni scaturite da esperimenti sull’influenza della luce sulla rizogenesi. Infatti, i migliori risultati sulla percentuale di radicazione e sulla successiva sopravvivenza delle piantine in acclimatamento sono stati ottenuti con l’esposizione dei germogli in fase di radicazione a 16 ore di luce dopo essere stati posti per quattro giorni al buio continuo. L’infezione con ceppi MA ha migliorato la crescita delle piantine micropropagate di olivo sia transgeniche che non, in particolare quella di queste ultime, nonché il loro tasso di sopravvivenza. Tuttavia differenze nella crescita sono state osservate in funzione del ceppo di MA. Quest’esperimento progettato con l’impiego di un terriccio povero in struttura, ha evidenziato meglio la differenza di crescita tra piantine micorizzate e non micorizzate. La temuta riduzione o incapacità delle piante transgeniche per osmotina di non riuscire a stabilire simbiosi con i ceppi di micorizze, considerato l’azione fungicida della proteina over-espressa in queste piante, non è stata osservata, sebbene la percentuale di radici micorizzate sia risultata maggiore in piante non transgeniche. Questo fenomeno ha interessato entrambe i tipi di piante transgeniche sia quelle esprimenti osmotica che quelle esprimenti rolABC che non hanno alcuna azione fungicida.