La fine del periodo di dormienza delle gemme nelle specie da frutto perenni è un processo fortemente dipendente dalla temperatura. Di conseguenza, la fioritura di queste piante risente in modo significativo dei cambiamenti climatici.
Nei climi temperati, inverni sempre meno rigidi spesso determinano una riduzione della fioritura e un calo delle rese, con il rischio concreto di diminuire, nel prossimo futuro, la disponibilità di frutti e frutta secca appartenenti al genere Prunus.
Per mantenere elevati livelli produttivi, è quindi essenziale approfondire i meccanismi molecolari che regolano il superamento della dormienza delle gemme. Nel ciliegio dolce, l’agrochimico cianammide idrogenata (HC) è comunemente impiegato per compensare la carenza di freddo invernale e stimolare l’apertura dei fiori.
L’obiettivo dello studio condotto a Jumila (Spagna), in collaborazione con quattro centri di cerca danesi, è stato analizzare gli effetti della cianammide idrogenata a livello molecolare, utilizzandola come strumento per studiare il rilascio della dormienza in piante perenni.
Questo perché le ricerche condotte in precenza su questo tema si erano concentrate solo su variazioni di espressione di specifici geni, lasciando però scoperto l’ampio spettro di risposte trascrizionali e i possibili effetti di questa molecola sui livelli di fitormoni.
Considerata l’elevata sintenia (ovvero l’associazione di due geni responsabili di due diverse caratteristiche su uno stesso cromosoma) all’interno del genere Prunus, i risultati ottenuti nel ciliegio dolce sono presumibilmente trasferibili ad altre specie arboree da frutto.
Durante la fase di ricerca, gemme a fiore dormienti di ciliegio dolce sono state trattate con il 2% di cianammide idrogenata (Dormex) o con acqua (trattamento di controllo) e campionate a diversi intervalli temporali dopo il trattamento.
È stato condotto un RNAseq confrontando gemme trattate con cianammide idrogenata e gemme di controllo. Analisi di arricchimento, clustering, co-espressione e qRT-PCR hanno evidenziato che le vie di sintesi del jasmonato, della citochinina e del cianuro di idrogeno sono quelli maggiormente influenzati.
Questi risultati sono stati confermati anche a livello proteico tramite saggi enzimatici e a livello metabolico. I risultati forniscono un’analisi approfondita dei cambiamenti metabolici associati al rilascio controllato della endodormienza nel ciliegio dolce.
Essi suggeriscono che il meccanismo d’azione della cianammide idrogenata nel promuovere la rottura della gemma coinvolge l’attivazione di tre vie chiave: quella del jasmonato, del cianuro di idrogeno e della citochinina.
Il ruolo del jasmonato nello sviluppo e nell’apertura dei fiori, l’effetto induttivo del cianuro di idrogeno sulla rottura della gemma (potenzialmente mediato da specie reattive dell’ossigeno - ROS) e la capacità delle citochinine di favorire l’espansione della parete cellulare rendono questi tre percorsi ottimi candidati per ulteriori approfondimenti sul rilascio della dormienza nelle gemme dei fruttiferi.
I ricercatori concludono la presentazione della ricerca sottolineando che per comprenderne appieno l’importanza, gli studi futuri dovrebbero concentrarsi sulla mutazione di geni chiave in queste vie.
Un ulteriore obiettivo sarà verificare se i risultati siano trasferibili per un rilascio della endodormienza naturale nel ciliegio dolce. Sarà inoltre fondamentale identificare alternative alla cianammide idrogenata, così da consentire all’industria agricola di contrastare gli effetti dei cambiamenti climatici sulla fenologia della fioritura in modo più sostenibile.
In particolare, citochinine e jasmonati rappresentano promettenti opzioni da esplorare.
Fonte: Ionescu IA, López-Ortega G, Burow M, Bayo-Canha A, Junge A, Gericke O, Møller BL and Sánchez-Pérez R (2017) Transcriptome and Metabolite Changes during Hydrogen Cyanamide-Induced Floral Bud Break in Sweet Cherry. Front. Plant Sci. 8:1233. doi: 10.3389/fpls.2017.01233
Fonte immagine: Tecnico Agricola
Melissa Venturi
Università di Bologna
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