L'ossigenazione riduce i danni da ristagno idrico al portainnesto

I ristagni d'acqua rappresentano un pericolo significativo per la produttività e la qualità delle colture. Considerando gli effetti dei cambiamenti climatici sperimentati negli ultimi decenni, è fondamentale comprendere la tolleranza delle piante alle inondazioni e i meccanismi alla base dell'adattamento delle colture ai terreni asfittici.

A seconda della profondità dell'acqua, si distinguono due forme di inondazione: il ristagno d'acqua, in cui sono inondate solo le radici, e la sommersione, in cui l'intera pianta è parzialmente o totalmente sommersa.

Una delle conseguenze immediate del ristagno d'acqua è un deficit di ossigeno a livello radicale, perché la diffusione dell'ossigeno in acqua è circa 10.000 volte più lenta rispetto all'aria e la concentrazione di ossigeno che si infiltra nel terreno inondato d'acqua è circa 320.000 volte inferiore a quella del terreno in tempera.

Poiché le condizioni di scarso ossigeno limitano la respirazione radicale, le piante soddisfano il loro fabbisogno energetico attraverso la respirazione anaerobica. In caso di prolungato ristagno d'acqua però, nelle vie di respirazione anaerobica come la glicolisi e la fermentazione dell'etanolo, si possono creare sostanze chimiche nocive che possono causare la morte cellulare e la senescenza delle piante, riducendo in modo significativo la fotosintesi.

Normalmente, il ristagno d'acqua danneggia anche le sezioni fuori terra delle piante, causando la chiusura degli stomi fogliari, la degradazione della clorofilla, l'ingiallimento e la desquamazione delle foglie e una diminuzione della capacità fotosintetica della pianta, che è un fattore critico che influenza la longevità della pianta. Il ciliegio dolce è suscettibile allo stress da ristagno idrico e uno dei modi più efficaci per migliorarne l’adattabilità al ristagno idrico è quello di utilizzare portainnesti tolleranti.

Tuttavia, la tolleranza dei diversi portainnesti di ciliegio rimane sconosciuta, così come i meccanismi sottostanti. I ricercatori della Scuola di Agricoltura e Biologia di Shangai, in collaborazione con Washington State University, hanno esaminato vari parametri fisiologici per capire come i portainnesti di ciliegio rispondono allo stress da ristagno idrico e quanto la pratica di ossigenazione del terreno influenzi questo processo.

Inoltre, grazie alle analisi di sequenziamento dell'RNA, si è potuto identificare i potenziali geni coinvolti e attivati in condizioni di stress. Tra le cinque cultivar esaminate, 'Gisela 12' e 'Colt' sono risultati rispettivamente i più sensibili e tolleranti al ristagno idrico. I risultati hanno mostrato che l'ossigenazione ha mitigato con successo gli effetti dello stress da ristagno idrico sui portainnesti di ciliegio.

Inoltre, il gruppo sottoposto a ristagno idrico presentava un contenuto idrico relativo ridotto, un basso tasso fotosintetico netto e attività enzimatiche antiossidanti più forti, mentre il gruppo ossigenato ha ottenuto risultati migliori in tutte queste metriche.

Secondo l’analisi dell’RNA, sono stati trovati numerosi geni coinvolti nella produzione di energia, nel metabolismo antiossidante, nelle vie del metabolismo ormonale e nei fattori di trascrizione legati allo stress, differenzialmente espressi nei diversi trattamenti. 

Questi risultati contribuiscono quindi allo sviluppo di misure di gestione per migliorare la tolleranza al ristagno idrico dei portainnesti di ciliegio, con conseguente aumento della produzione e miglioramento della qualità delle ciliegie.

Fonte: Wang, Y., Xu, Y., Xu, J. et al. Oxygenation alleviates waterlogging-caused damages to cherry rootstocks. Mol Horticulture 3, 8 (2023). https://doi.org/10.1186/s43897-023-00056-1. 

Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)

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