Il ciliegio dolce è una specie vulnerabile a patogeni come Pseudomonas syringae pv. syringae, agente del cancro batterico, e Botrytis cinerea, responsabile del marciume grigio dei frutti.
Le perdite economiche associate a queste malattie hanno spinto la ricerca verso nuove strategie di difesa che combinino efficacia e sostenibilità.
Un recente studio ha analizzato il ruolo dell’immunità innata delle piante, in particolare quella attivata da “patterns molecolari associati ai microrganismi” (MAMPs, microorganism-associated molecular patterns), e la connessione con il metabolismo dei carotenoidi, studiando in particolare la cultivar “Lapins”.
Lo studio ha identificato e caratterizzato due recettori di riconoscimento molecolare (PRRs) nel ciliegio, denominati PaEIX2 e PaFLS2, omologhi rispettivamente dei geni SlEIX2 e SlFLS2 del pomodoro.
Questi recettori riconoscono due MAMPs ben noti: la xilanasi induttrice di etilene (xyn11/eix), di origine fungina, ed il peptide flg22 derivato dalla flagellina batterica.
Entrambi i recettori, localizzati nella membrana plasmatica, sono stati confermati come funzionali ed in grado di attivare la cosiddetta pattern-triggered immunity (PTI), un meccanismo chiave della risposta difensiva delle piante.
Nei saggi condotti in tabacco, la loro espressione ha indotto la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e, nel caso di PaEIX2, anche la morte cellulare programmata, un meccanismo di difesa tipico contro patogeni necrotrofi.
Nel ciliegio, i due elicitori hanno provocato risposte differenziali: flg22 ha ridotto in modo marcato la suscettibilità a P. syringae, mentre xyn11/eix ha mostrato una maggiore efficacia contro B. cinerea.
A livello fisiologico, il trattamento con flg22 ha stimolato la biosintesi di acido abscissico (ABA), mentre xyn11/eix ha incrementato la produzione di etilene, confermando l’attivazione di vie ormonali distinte e specifiche per ciascun tipo di patogeno.
Nello studio è stato anche analizzato il ruolo dei carotenoidi, pigmenti vegetali con funzione antiossidante e precursori di metaboliti bioattivi chiamati apocarotenoidi, durante l’attivazione della PTI.
Sebbene la quantità totale di carotenoidi non sia aumentata in seguito all’elicizione, i geni coinvolti nel loro metabolismo hanno mostrato una regolazione differenziale, suggerendo una rimodulazione qualitativa piuttosto che quantitativa e una possibile produzione di apocarotenoidi con funzione di segnale difensivo, come β-cyclocitral, β-ionone o lo stesso ABA.
L’applicazione esogena di carotenoidi ha inoltre ridotto la suscettibilità del ciliegio a P. syringae anche in assenza di elicitori, indicando un potenziale effetto di priming immunitario.
Tuttavia, tale trattamento non ha potenziato la difesa indotta da flg22 o xyn11/eix, e contro B. cinerea, si è rivelato inefficace, suggerendo una complessa interazione tra metabolismo dei carotenoidi e vie di difesa attivate dalla PTI.
Questo risultato mette in evidenza che, sebbene i carotenoidi ed i loro derivati possano svolgere un ruolo di regolazione, la loro influenza dipende dal tipo di patogeno e dallo stato fisiologico della pianta.
In conclusione, PaEIX2 e PaFLS2 sono recettori attivi e funzionali nella percezione dei MAMPs e la loro attivazione induce risposte difensive differenziate ma complementari in ciliegio.
L’integrazione tra immunità molecolare e metabolismo dei carotenoidi apre nuove prospettive per la protezione del ciliegio, con potenziali applicazioni nella selezione varietale e nello sviluppo di biostimolanti o trattamenti induttori di resistenza.
Ulteriori ricerche sui meccanismi regolatori degli apocarotenoidi e sulla loro interazione con le vie ormonali potrebbero condurre alla messa a punto di strategie fitosanitarie avanzate e sostenibili per i fruttiferi, riducendo l’utilizzo di fitofarmaci convenzionali e migliorando la resilienza delle colture ai patogeni emergenti.
Fonte: Álvarez González, A. S. (2025). Rol funcional del metabolismo de Carotenoides durante la inmunidad gatillada por patrones moleculares en Prunus avium cv. Lapins. https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/205663
Fonte immagine: Pswwarndienst
Andrea Giovannini
Università di Bologna
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