Le alte temperature inibiscono l'accumulo di antociani nei frutti

Il colore delle ciliegie è un fattore significativo nel determinarne la qualità ed il valore di mercato. I responsabili del colore rosso sono gli antociani e la loro presenza hanno un impatto diretto sul colore dei frutti. 

Diversi fattori biotici e abiotici, come lo status nutrizionale, la temperatura, la luce e i danni ai frutti, hanno un'influenza diretta sull'accumulo di antociani. Tra questi, la temperatura svolge un ruolo cruciale nella regolazione dell'accumulo di antocianina. Infatti, un’esposizione a basse temperature può indurre la biosintesi di antociani e l'espressione dei geni correlati, mentre le alte temperature accelerano la degradazione degli antociani e sono dannose per la loro biosintesi.

Durante lo sviluppo dei tessuti vegetali, gli adattamenti alle variazioni dell'ambiente esterno causano cambiamenti di colore. Il clima in questa stagione ha un trend particolare, con brusche variazioni di temperatura, il che può avere un impatto significativo sul colore dei frutti. Con il riscaldamento globale, questo fenomeno rischia di essere un problema prevalente nella produzione di ciliegie, con ripercussioni dirette sul colore e sulla qualità dei frutti. 

In questo studio, condotto dai ricercatori dell'Istituto di Pomologia dello Shandong e dell'Università Agraria dello Shandong (Cina), sono state utilizzate tecniche fisiologiche e trascrittomiche per esaminare il livello degli antociani, il contenuto zuccherino, gli ormoni vegetali e l'espressione genica correlata, al fine di determinare gli effetti dell'alta temperatura sulla colorazione dei frutti e sui meccanismi di regolazione genica. 

La prova aveva lo scopo di testare due diversi regimi di temperatura su rami simili a partire da 25 giorni dopo la piena fioritura: temperatura normale (TN: 24°C giorno/14°C notte) e alta temperatura (AT: 34°C giorno/24°C notte). I risultati hanno dimostrato che la temperatura elevata inibisce l'accumulo di antociani nella buccia dei frutti e rallenta il processo di colorazione. Dopo 4 giorni di esposizione a temperatura normale e ad alta temperatura, il contenuto totale di antociani nell'epidermide dei frutti è aumentato rispettivamente del 455% e dell'84%. 

Allo stesso modo, la quantità di otto monomeri di antociani era significativamente maggiore in TN rispetto a AT. L'alta temperatura ha alterato anche le concentrazioni di polisaccaridi e ormoni vegetali. Il contenuto totale di zuccheri solubili di TN e AT è aumentato rispettivamente del 29,49% e del 16,88% dopo quattro giorni di trattamento. Le auxine, l'acido gibberellico e l'acido abscissico (ABA) sono aumentati in entrambi i regimi, ma a un ritmo più lento nell’AT. Al contrario, i livelli di acidi jasmonici e cis-zeatine sono diminuiti più rapidamente in AT che in TN. 

L'analisi di correlazione ha rivelato una relazione significativa tra le concentrazioni di acido abscissico e le concentrazioni di antociani totali, indicando così che la presenza di questo ormone porta all'inibizione della biosintesi degli antociani. L’esposizione ad alte temperature ha anche inibito l'attivazione dei geni strutturali nella biosintesi degli antociani e la repressione dei geni che dominano il catabolismo e l'inattivazione dell'acido abscissico che, data la sua maggior concentrazione,  rallenta la colorazione dei frutti.

Questi risultati suggeriscono che l'ABA può essere un regolatore chiave nell'inibizione della colorazione dei frutti di ciliegio quando vengono sottoposti a temperature elevate. 

Nel complesso, i nostri risultati indicano che una temperatura elevata inibisce in modo significativo la colorazione delle ciliegie. L'ABA, un regolatore positivo chiave della maturazione e della colorazione dei frutti non climaterici, svolge probabilmente un ruolo cruciale in questo processo. 

Un aumento della temperatura favorisce una riduzione dell'espressione di geni cruciali durante la colorazione dei frutti, con conseguente aumento del catabolismo e dell'inattivazione dell'ABA. Ciò riduce la quantità di ABA nella buccia del frutto e ritarda la colorazione dei frutti.

Fonte: Tan Y, Wen B, Xu L, Zong X, Sun Y, Wei G and Wei H (2023), High temperature inhibited the accumulation of anthocyanin by promoting ABA catabolism in sweet cherry fruits. Front. Plant Sci. 14:1079292. doi:10.3389/fpls.2023.1079292.

Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)

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