La riduzione della luce intercettata dalle piante influisce sulla qualità del frutto

La qualità del frutto gioca senz’altro un ruolo cruciale nella determinazione del valore commerciale. Sebbene al momento la maggior parte degli indici che concorrono alla formazione del prezzo sia basata sulla qualità esterna, si sta iniziando a diffondere l’idea di remunerare il frutticoltore sulla base della qualità interna dei frutti. 

Questo perchè la qualità nutrizionale dei frutti è direttamente relazionata alla gestione in campo. Infatti, le piante di ciliegio hanno bisogno di molta luce. La continua crescita dell’apice, stagione dopo stagione, porta ad una chiusura della chioma, con conseguente incapacità di utilizzare lo spazio e l'energia luminosa in modo efficiente. 

La scarsa illuminazione può quindi essere considerata uno dei possibili fattori limitanti per la produzione di ciliegie di qualità. Grazie a recenti ricerche, si sta iniziando a comprendere quanto i cambiamenti nelle risposte fisiologiche delle piante a condizioni sfavorevoli siano in ultima analisi attribuibili a modifiche molecolari. 

Negli ultimi anni, infatti, la ricerca sulla risposta fisiologica delle piante alle avversità si sta spostando sempre più verso lo studio dei meccanismi microscopici di adattamento fisiologico delle piante. Le tecniche trascrittomiche vengono correntemente usate per studiare i meccanismi di regolazione adattativa nelle piante quando vengono sottoposte a diversi tipi di stress, soprattutto quelli di tipo abiotico (alte temperature, siccità, ecc…). 

È stato dimostrato in altre colture come i geni differenzialmente espressi siano tipicamente coinvolti in processi di assimilazione come la fotosintesi, indicando complessi meccanismi di regolazione e interazione tra processi di segnalazione delle condizioni metereologiche e le risposte fisiologiche. 

La ricerca scientifica che vi presentiamo oggi è stata condotta nella provincia di Sichuan (Cina). Piante di ciliegio "Hongdeng” sono state sottoposte ad ombreggiamento del 30%, mentre altre piante sono state mantenute in piena luce e usate come controllo. Sono state analizzate le caratteristiche fotosintetiche, la fisiologia e biochimica dei frutti, analizzandone anche il trascrittoma. 

I risultati hanno dimostrato che la riduzione di luce riduce significativamente la capacità di catturare la luce delle foglie, danneggia i fotosistemi, riduce la capacità di assimilazione del carbonio e converte la maggior parte dell'energia luminosa catturata in energia fotochimica, limitando così la crescita e lo sviluppo delle foglie e l'accumulo di nutrienti nei frutti.

Figura 1. (a) Mappa fenotipica delle foglie. (b) Diagramma fenotipico dei frutti di ciliegio dolce durante lo sviluppo. (CK indica l'assenza di ombreggiatura (controllo) e A indica un'ombreggiatura del 30%). S1: significa 5 giorni dopo la fioritura, S2: 9, S3: 13, S4: 17, S5: 21, S6: 25, S7: 29, S8: 33, S9: 37, S10: 41, S11: 45, S12: 49. Fonte: Tang et al., 2023.

Influenzando direttamente la crescita e lo sviluppo delle foglie, l'ombreggiamento ha quindi diminuito in modo significativo la qualità dei frutti di ciliegio e l'accumulo di sostanze nutritive al loro interno. 

A maturità, è stato riscontrato un ridotto peso dei frutti, contenuto di zuccheri e di vitamina C, mentre si è valutato un aumentato sostanziale del contenuto di acidi organici.

Figura 2. (a) Valori di SPAD delle foglie. (b) Coefficienti di correlazione tra i parametri di scambio gassoso. * indica una correlazione significativa al livello di 0,05 e ** indica una correlazione altamente significativa al livello di 0,01. Le barre verticali indicano la deviazione standard della media. Fonte: Tang et al., 2023.

I dati trascrittomici hanno rivelato che lo stress da scarsa illuminazione induce un gran numero di geni differenziali coinvolti nel metabolismo del carbonio, nel metabolismo degli acidi organici e nella resistenza allo stress, indicando che lo stress da ombreggiamento può influenzare l'espressione di questi geni e di conseguenza della presenza delle corrispondenti molecole nel frutto.

Questo studio ha dimostrato che la qualità fisiologica dei frutti viene alterata quando viene applicato un ombreggiamento del 30%. Per questo motivo i ricercatori del College di orticoltura di Sichuan raccomandano un ombreggiamento moderato (con tasso di ombra minore del 30%) per la produzione di ciliegie di qualità superiore.

Fonte: Tang et al, "Effect of Low-Light Stress on Sugar and Acid Accumulation during Fruit Development and Ripening of Sweet Cherry", Horticulturae, 9(6), 654, 2023.

Melissa Venturi
Università di Bologna (IT)

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