Tra i lavori di ricerca premiati in occasione delle IX Giornate Scientifiche SOI - Società di Ortoflorofrutticoltura Italiana, presentiamo qui una sintesi dello studio condotto presso l'Università di Napoli "Federico II" da Francesco Orsini, Pasquale Cascone, Stefania De Pascale, Giancarlo Barbieri, Giandomenico Corrado, Rosa Rao e Albino Maggio e pubblicato con il titolo: Systemin-dependent salinity tolerance in tomato: evidence of specific convergence of abiotic and biotic stress responses (Physiologia Plantarum, 138 (1): 10-21).
Le piante sono sistemi evolutivi complessi. Nel corso dei milioni di anni di vita trascorsi sul nostro pianeta, esse, che sembrano apparentemente "indifese", hanno invece sviluppato sofisticati sistemi per proteggersi da agenti esterni e da danni di origine tanto biotica (attacco di erbivori o insetti parassiti) quanto abiotica (siccità, stress salino, etc.).
Il lavoro di ricerca premiato quest'anno dalla SOI per la sezione Orto-Floricoltura ha acceso i riflettori sulla possibile interazione tra i meccanismi di difesa delle piante contro fattori biotici e abiotici.
Lo studio ha preso in esame la capacità di risposta a diversi livelli di stress salino (danno abiotico) da parte di una pianta transgenica di pomodoro, la quale possiede già, per costituzione, una sovra-espressione di geni che sono solitamente collegati alla difesa contro fattori dannosi di tipo biotico.
Nel pomodoro, infatti, il gene della prosistemina, il quale contribuisce all'espressione del peptide sistemina, svolge un ruolo fondamentale nella difesa della pianta contro lepidotteri e altri insetti dannosi. Tale precursore della sistemina si trova costituzionalmente sovra-espresso nel pomodoro transgenico Better Boy (BBS).
La ricerca ha dunque messo a confronto la cultivar transgenica BBS (Better Boy modificato geneticamente) con quella non transgenica BB (varietà selvatica Better Boy), misurando la risposta delle due cultivars a stress salini di grado crescente.
Di solito le piante, per regolare le proprie funzioni vitali in risposta ad agenti abiotici dannosi come gelo, sale o siccità, attivano una complessa strategia fitochimica, che trova nell'acido abscissico (ABA) uno dei suoi protagonisti: esso infatti interviene sugli stomi delle foglie, stimolandoli a chiudersi in caso, per esempio, di stress idrico, per evitare perdite di liquidi durante la traspirazione.
La sperimentazione condotta presso l'Università di Napoli "Federico II" da Francesco Orsini e dai suoi colleghi ha mostrato come l'intrinseca sovra-espressione della prosistemina nelle piante transgeniche BBS consenta alle stesse di sopravvivere a intense condizioni di stress salino, indipendentemente dall'attivazione dei sistemi di difesa legati all'acido abscissico.
La ricerca, che si è avvalsa di analisi di tipo fisiologico e genetico, ha evidenziato:
1) Che le piante di pomodoro transgenico BBS hanno mantenuto una resa produttiva superiore alle normali piante BB in caso di intenso stress salino (40 millimolari di sodio)
2) Il recupero delle piante di tipo BBS al ripristino di condizioni normali di irrigazione (acqua non salina) è stato molto più rapido rispetto alle piante BB.
Nella foto a sinistra, due piante di tipo BB e BBS non sottoposte a stress salino; nella foto a destra, le stesse piante sottoposte a stress salino (40 millimoli di sodio per litro di acqua), fotografate a 20 giorni dalla salinizzazione. Le frecce bianche indicano il disseccamento delle foglie della pianta di tipo BB, mentre la pianta BBS non risulta compromessa dallo stress salino.
Come si nota dalle fotografie, le piante transgeniche BBS presentano in partenza una minore superficie fogliare, cosa che è risultata un elemento a loro favore nel momento in cui sono state sottoposte a stress salino.
I ricercatori ritengono che la maggiore tolleranza delle piante BBS alla salinizzazione sia da ricollegarsi alla sovra-espressione del precursore della sistemina, il quale, mentre conferisce alla pianta una maggiore resistenza contro gli attacchi di insetti, ha contribuito anche ad una generale situazione di pre-adattamento della pianta a stress di origine diversa. Da sottolineare, infatti, che nella capacità delle piante BBS di regolare gli stomi delle foglie sembra non aver giocato un ruolo quell'acido abscissico (ABA) di cui abbiamo detto sopra: i livelli di ABA, anzi, sono risultati sempre minori, nelle piante transgeniche, rispetto alle loro analoghe compagne non geneticamente manipolate.
La tolleranza agli ambienti salini causata dalla sovra-espressione della prosistemina non segue dunque lo schema tipico della resistenza delle piante a condizioni di stress ambientale. Tale risultato comporta ricadute molto interessanti tanto dal punto di vista ecologico quanto da quello agronomico: è infatti importante essere giunti alla conclusione che un pre-adattamento delle piante contro gli attacchi degli insetti (o di altri fattori biotici) porti con sé anche benefici in termini di tolleranza ad elevati livelli di salinità.
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Francesco Orsini
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