Il progetto proposto dal Dipartimento di Biologia Ambientale consiste in un Fitotrone “intelligente” integrato (Integrated Smart Phytotrone) che si propone di realizzare sperimentazioni interdisciplinari sulle reazioni delle piante a diversi tipi di stress: inquinamento, patogeni, siccità inter alia.
L’Integrated Smart Phytotrone, di seguito denominato ISP, è suddiviso in:
- due camere di crescita walk-in che consentono il controllo dei principali parametri ambientali (radiazione fotosinteticamente attiva, temperatura, umidità relativa). In queste camere di crescita lo farà sarà possibile simulare condizioni ambientali specifiche e di utilizzare agenti patogeni di piante per simulare condizioni di stress. Una camera verrà utilizzata come controllo, la seconda per il trattamento secondo il protocollo sperimentale definito di volta in volta.
- analizzatore di gas a infrarossi (IRGA) che consentirà il monitoraggio continuo dei tassi di cambio gassosi istantanei nel giorno/notte tra le piante e l'atmosfera e le alterazioni di questi processi in risposta ai trattamenti considerati.
- un thermodesorber collegato ad un gascromatografo collegato ad uno spettrometro di massa Q/TOF (TD-GC-Q/TOF). Questa analisi farà identificare univocamente tutti le sostanze volatili organiche (VOCs) prodotte dalle piante sia in condizioni normali che di stress.
Le due camere, l’analizzatore IRGA e il TD-GC-Q/TOF saranno integrati tramite un sistema di aspirazione forzata e tubi di adsorbimento e conduzione che porterà le sostanze gassose inorganiche ed organiche agli analizzatori che saranno installati in un box climatizzato e con aria filtrata allestito tra le due camere walk-in. Questa integrazione consentirà a ISP di lavorare come un solo strumento in cui le sostanze gassose prodotte dalle piante nei fitotroni (emissione) verranno analizzate e identificate in tempo reale dagli analizzatori a valle del sistema (analisi).
In questo contesto, la versatilità sperimentale dello "Smart" PHYTOTRONE che permette di gestire l'intensità di diversi tipi di stress è un vantaggio importante per affrontare le attuali sfide della ricerca. Valutare la risposta di diverse specie, con diverso livello di resistenza agli stress biotici (funghi parassiti) e abiotici (siccità, metalli pesanti, ozono troposferico) è un passaggio preliminare essenziale per definire la resilienza allo stress di specie diverse. Anche se i risultati ottenuti in condizioni controllate non sono generalizzabili in campo, rappresentano comunque un passaggio essenziale per stimare quali cambiamenti potrebbero avvenire sulla composizione delle specie negli ecosistemi esposti ai diversi stress ambientali. Inoltre, diversi fattori di stress, da soli o in combinazione, influenzano la funzionalità della pianta e la loro capacità di fornire servizi regolatori che possono influenzare notevolmente il benessere umano (ONE HEALTH).