Caratterizzazione metabolomica di organismi vegetali naturali e geneticamente modificati

Abstract

L’analisi metabolomica svolta in questo lavoro di tesi su piante di Nicotiana Langsdorffii naturali, geneticamente modificate e/o stressate ha l’obiettivo di definire il pattern metabolico del sistema in esame. Le piante hanno la capacità di produrre un numero elevato di metaboliti secondari, caratteristici di una specifica famiglia di piante e identificativi dello stato del sistema. L’esposizione a stress (biotici e abiotici) e/o la modificazione genetica provoca la sintesi e l’accumulo di particolari metaboliti in grado di porre rimedio al danno subito. Gli stress applicati in vitro sono riproduzione degli attuali problemi ambientali (riscaldamento globale, siccità o inquinamento ambientale per lo smaltimento di metalli pesanti). Le procedure pre-analitiche di preparazione del campione e le analisi strumentali seguono un protocollo ideato per garantire un’affidabile identificazione di analiti presenti nei campioni, per la quale si sono sfruttati l’elevata risoluzione e accuratezza di massa dello spettrometro orbitrap. Dall’analisi dei dati, frammentazioni di massa e supporto di software online, sono state identificate più di 200 molecole, con diversi gradi di sicurezza nella definizione di una corrispondenza tra massa sperimentale e nome IUPAC. Tra queste vi sono acidi grassi liberi e derivati, molti composti glucosilati, amminoacidi, composti specifici della famiglia delle Solanaceae a cui Nicotiana Langsdorffii appartiene come le solanidine, acilgliceroli e composti derivati dalla nicotina (identificata in modalità di ionizzazione positiva). Inoltre si è verificata la presenza di alcuni composti significativi e caratteristici delle piante sottoposte a stress tra i quali gli acidi caffeici e derivati, saccarosio e prolina.