Da decenni l’ozono troposferico (O3) è l’inquinante dell’aria a più alto impatto su tutti gli ecosistemi, in particolare quello agricolo. Una volta penetrato nelle foglie attraverso le aperture stomatiche, l’O3 dà origine a numerose specie reattive dell’ossigeno (ROS) che alterano il metabolismo e la funzionalità cellulare e determinano, in ultima analisi, la comparsa di lesioni macroscopiche e/o riduzioni della crescita. Il frumento duro appare una coltura particolarmente sensibile all’O3, con perdite di produttività pari al 10-15% (Monga et al. 2015), e le varietà moderne più produttive appaiono quelle più danneggiate. La perdita di produzione può essere dovuta ad una forte chiusura stomatica o alla riduzione/danneggiamento della quantità di tessuto fotosinteticamente attivo. L’alta sensibilità del frumento duro all’inquinante non è necessariamente legata alla presenza di sintomi fogliari visibili anche se sono poche le varietà che non li mostrano. Malauguratamente, questi sintomi sono spesso confusi con attacchi di patogeni, e trattati inutilmente con agrofarmaci. Un ruolo fondamentale nella difesa dal danno da O3 è svolto dal pool di antiossidanti fogliari, per cui le varietà che sono in grado di rimuovere più efficacemente le ROS riescono a limitare il danno alle cellule del mesofillo (Picchi et al., 2017). Purtroppo, il breeding condotto negli ultimi anni per aumentare la produttività si è focalizzato principalmente sull’aumento dell’attività fotosintetica, e quindi anche della conduttanza stomatica, selezionando inevitabilmente piante più suscettibili al danno da O3. Appare quindi sempre più urgente la necessità di considerare anche il livello del pool di antiossidanti nei futuri programmi di selezione varietale, allo scopo di rendere le piante più tolleranti allo stress ossidativo. In attesa di queste nuove varietà è in corso una sperimentazione con nanoparticelle di chitosano caricate di un antiossidante (N-acetil cisteina), per verificare la fattibilità di una loro applicazione in pieno campo mirata al contenimento delle ROS e ai danni da esse prodotte.

Le varietà moderne di grano duro e l’inquinamento da ozono: un problema di trade-off tra efficienza fotosintetica e difesa antiossidante / V. Picchi, S.F. Gobbi, R. Marzuoli, G.A. Gerosa, A. Marti, F. Faoro - In: I cereali per un sistema agroalimentare di qualitàPrima edizione. - [s.l] : Aistec, 2017. - ISBN 9788890668050. - pp. 34-34 (( Intervento presentato al 11. convegno Convegno Aistec tenutosi a Roma nel 2017.

Le varietà moderne di grano duro e l’inquinamento da ozono: un problema di trade-off tra efficienza fotosintetica e difesa antiossidante

S.F. Gobbi
Investigation
;
R. Marzuoli
Investigation
;
G.A. Gerosa
Methodology
;
A. Marti
Methodology
;
F. Faoro
Conceptualization
2017

Abstract

Da decenni l’ozono troposferico (O3) è l’inquinante dell’aria a più alto impatto su tutti gli ecosistemi, in particolare quello agricolo. Una volta penetrato nelle foglie attraverso le aperture stomatiche, l’O3 dà origine a numerose specie reattive dell’ossigeno (ROS) che alterano il metabolismo e la funzionalità cellulare e determinano, in ultima analisi, la comparsa di lesioni macroscopiche e/o riduzioni della crescita. Il frumento duro appare una coltura particolarmente sensibile all’O3, con perdite di produttività pari al 10-15% (Monga et al. 2015), e le varietà moderne più produttive appaiono quelle più danneggiate. La perdita di produzione può essere dovuta ad una forte chiusura stomatica o alla riduzione/danneggiamento della quantità di tessuto fotosinteticamente attivo. L’alta sensibilità del frumento duro all’inquinante non è necessariamente legata alla presenza di sintomi fogliari visibili anche se sono poche le varietà che non li mostrano. Malauguratamente, questi sintomi sono spesso confusi con attacchi di patogeni, e trattati inutilmente con agrofarmaci. Un ruolo fondamentale nella difesa dal danno da O3 è svolto dal pool di antiossidanti fogliari, per cui le varietà che sono in grado di rimuovere più efficacemente le ROS riescono a limitare il danno alle cellule del mesofillo (Picchi et al., 2017). Purtroppo, il breeding condotto negli ultimi anni per aumentare la produttività si è focalizzato principalmente sull’aumento dell’attività fotosintetica, e quindi anche della conduttanza stomatica, selezionando inevitabilmente piante più suscettibili al danno da O3. Appare quindi sempre più urgente la necessità di considerare anche il livello del pool di antiossidanti nei futuri programmi di selezione varietale, allo scopo di rendere le piante più tolleranti allo stress ossidativo. In attesa di queste nuove varietà è in corso una sperimentazione con nanoparticelle di chitosano caricate di un antiossidante (N-acetil cisteina), per verificare la fattibilità di una loro applicazione in pieno campo mirata al contenimento delle ROS e ai danni da esse prodotte.
Ozono; grano; stress ossidativo; varietà; nanoparticelle
Settore AGR/12 - Patologia Vegetale
Settore AGR/13 - Chimica Agraria
Nanoparticelle di chitosano per veicolare antiossidanti nel grano, prevenire danni da stress biotici e abiotici e migliorare quantità e qualità della granella
Associazione Italiana di Scienza e Tecnologia dei Cereali
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