Il boro stimola la formazione dei frutti e riprogramma il metabolismo dello sviluppo

Il boro è uno dei nutrienti necessari per la crescita, lo sviluppo, la resa e la qualità delle piante e dei frutti. Questo elemento, infatti, è coinvolto principalmente nell'integrità strutturale delle pareti cellulari e nel funzionamento delle membrane cellulari nelle piante.

Le concentrazioni di boro sono più elevate nei tessuti fiorali che in quelli vegetativi, il che indica un ruolo del boro nel processo riproduttivo. Il boro non è particolarmente mobile nei tessuti vegetali cosicché e non viene facilmente traslocato alle gemme, dove però è necessario per la produzione di polline, la crescita del tubo pollinico e altre funzioni riproduttive.

Di conseguenza, in uno studio condotto dai ricercatori afferenti a istituti di ricerca in Grecia e in Germania, è stato analizzato l'effetto dell'applicazione di boro in pre-fioritura sull'allegagione iniziale e sulla crescita precoce dei frutti. Considerando che non erano ancora presenti in letteratura informazioni sul comportamento a livello molecolare coinvolti in questo processo, i ricercatori hanno effettuato un'analisi del trascrittoma e del metaboloma, utilizzando il ciliegio dolce come modello sperimentale.

Il frutteto preso in considerazione presentava piante di 11 anni cv "Skeena", piantati con una distanza di 5 m x 4 m, innestati su portainnesto "MaxMa 14". Allo stadio di punta verde della gemma, ovvero nove giorni prima della fioritura, sono stati applicati spray di acido borico allo 0,2% (32 mM) e Tween 20 allo 0,02% disciolti in acqua distillata.

In seguito, le analisi sono state eseguite in 5 momenti distinti a 12, 23, 37, 46 e 63 giorni dalla piena fioritura. I risultati hanno rivelato che il contenuto di boro è aumentato nelle prime fasi di crescita (tra i 12 i 23 giorni dalla fioritura), per poi abbassarsi a valori simili a quelli dei frutti non trattati, probabilmente dovuto alla traslocazione per via floematica verso altri tessuti come foglie e germogli.

Infatti, sebbene nella maggior parte delle specie vegetali il boro abbia una bassa mobilità nel floema, nelle specie di Prunus forma complessi con il sorbitolo e il fruttosio, che gli permettono di muoversi attraverso il floema, rendendolo così un elemento altamente mobile.

L'aumento del tasso di allegagione e l'ingrandimento della dimensione media delle cellule del mesocarpo sono stati i risultati visibili del trattamento con boro. Questo può essere dovuto all’attivazione di geni regolatori della crescita e da una generale attivazione del metabolismo primario, in grado di favorire la crescita del frutto.

Durante i vari stadi di sviluppo valutati, carboidrati (ad esempio, fruttosio e glucosio), alcoli (ad esempio, mio-inositolo e maltitolo), acidi organici (ad esempio, acido malico e acido citrico) e aminoacidi (ad esempio, valina e serina) si sono accumulati in risposta all'applicazione di boro.

L'analisi dell’espressione genica nelle prime fasi di crescita ha mostrato che i geni che più rispondono al trattamento con boro sono associati sia al metabolismo secondario che a quello degli aminoacidi, alla biogenesi dei ribosomi, all'omeostasi degli zuccheri e alla fotosintesi. Il boro ha indotto o represso numerosi geni, compresi quelli specificamente coinvolti nella crescita.

Durante la fase di crescita iniziale, i frutti esposti al boro hanno presentato una minore presenza di proteine di shock termico, che tuttavia nella seconda fase di crescita sono aumentate. Questo studio rappresenta quindi un primo indizio sulle vie metaboliche attivate e represse dall’applicazione di boro nelle prime fasi di sviluppo dei frutti in ciliegio.

Fonte: Michailidis, M., Bazakos, C., Kollaros, M., Adamakis, I.-D.S., Ganopoulos, I., Molassiotis, A. et al. (2023), Boron stimulates fruit formation and reprograms developmental metabolism in sweet cherry. Physiologia Plantarum, 175(3), e13946. https://doi.org/10.1111/ppl.13946.

Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)

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