Frumento duro e ozono: caratteristiche biochimiche e ultrastrutturali di due cultivar sensibili ma con diversa risposta sintomatologica

Colombo e Sculptur sono due cultivar moderne di grano duro molto sensibili all’ozono in termini di parametri eco-fisiologici, con inevitabili effetti negativi sulla produttività. Tuttavia, la loro risposta sintomatologica è molto diversa: Colombo, dopo alcune settimane di esposizione all’inquinante, mostra danni fogliari macroscopici, consistenti in spot clorotici spesso degeneranti in estese lesioni necrotiche, mentre Sculptur rimane quasi asintomatica per molte settimane. Nel presente lavoro si è cercato di chiarire, attraverso analisi biochimiche e microscopiche, i meccanismi alla base di questa differente risposta sintomatologica. Allo scopo, piante delle due cultivar sono state cresciute in Open Top Chambers (OTCs) ed esposte ad aria filtrata o arricchita di ozono. Le analisi sono state effettuate su foglie a bandiera campionate in corrispondenza di due diversi stadi fenologici (pre- e post-antesi). I risultati hanno evidenziato che in Colombo il contenuto di acido ascorbico era significativamente più basso rispetto a Sculptur, in entrambi gli stadi analizzati, e che non variava con l’esposizione all’ozono. Il livello di glutatione ossidato, invece, aumentava nelle foglie di Colombo esposte all’inquinante, e le cellule attorno alla cavità sottostomatica presentavano abbondanti depositi di H2O2. Al contrario, le foglie della cultivar Sculptur esposte ad ozono non mostravano aumenti di H2O2, ma i loro stomi apparivano spesso chiusi. In Sculptur, le cellule del mesofillo apparentemente non danneggiate presentavano cloroplasti leggermente rigonfi e caratterizzati da numerosi plastoglobuli, probabilmente come conseguenza di un leggero stress ossidativo generalizzato. Questi risultati suggeriscono che l’assenza di una sintomatologia visibile in Sculptur sia determinata da un suo maggiore contenuto di acido ascorbico nonché da un più efficiente meccanismo di chiusura stomatica. Al contrario, le lesioni clorotiche/necrotiche mostrate dalle foglie di Colombo potrebbero essere causate sia da una minore capacità di detossificazione che da una ridotta capacità di chiusura stomatica. Ciò si tradurrebbe in un severo danno localizzato a gruppi di cellule del mesofillo adiacenti alla camera sottostomatica, lasciando tuttavia una parte del tessuto fotosintetico ancora funzionale. La perdita di produzione, molto simile nelle due cultivar, sarebbe quindi dovuta in entrambi i casi a ridotta attività fotosintetica, tuttavia con meccanismi diversi: nel caso di Sculptur per chiusura degli stomi e lieve danno ai cloroplasti mentre nel caso di Colombo per riduzione della quantità di tessuto fotosinteticamente attivo.