Roma – Analizzare le dinamiche dell’uso delle piante dei cosiddetti composti organici volatili (COV) per migliorare l’agricoltura sostenibile. Questo l’obiettivo di uno studio guidato dall’ Università delle Scienze di Tokyo e pubblicato su Trends in Plant Science. I COV sono segnali odorosi trasportati dall’aria che consentono alle piante di comunicare con altri organismi e piante su brevi e lunghe distanze. Un aspetto fondamentale di questa comunicazione si verifica quando una pianta viene danneggiata da parassiti erbivori, innescando il rilascio di COV. Questi composti possono essere rilevati dalle piante vicine, spingendole a migliorare le loro difese contro potenziali minacce. Questa complessa strategia biochimica consente alle piante di proteggersi efficacemente da vari stress. Questo campo di studio ha recentemente suscitato notevole interesse per le sue promettenti applicazioni in agricoltura. In quest’ottica, il professor Gen-ichiro Arimura e il suo collega Mr. Takuya Uemura, hanno deciso di esplorare i percorsi molecolari alla base di questa comunicazione e le sue potenziali applicazioni nell’agricoltura sostenibile. “Sebbene le piante non possiedano un sofisticato sistema olfattivo come gli animali, sono in grado di rilevare e reagire a un’ampia gamma di COV in base alle somiglianze strutturali con i composti che loro o i loro antenati hanno incontrato durante interazioni benefiche o dannose con vari organismi”, spiega il Prof. Arimura. Le piante emettono vari tipi di COV quando sono sotto attacco, come isoprene, terpenoidi e sostanze volatili delle foglie verdi. Questi composti sono da tempo riconosciuti per il loro ruolo nella segnalazione tra specie, nell’attrarre insetti benefici o nel respingere gli erbivori. In particolare, i monoterpenoidi, che sono abbondanti nelle piante di menta, sono stati commercializzati per le loro proprietà antiparassitarie, antimicrobiche e ovicide. Questo studio ha rivelato che queste interazioni pianta-pianta non sono limitate a piante imparentate, ma possono verificarsi anche tra piante non imparentate. Una volta emessi, i COV vengono assorbiti attraverso gli stomi e si diffondono attraverso le cellule del mesofillo delle piante vicine. La risposta della pianta coinvolge complessi meccanismi di segnalazione intracellulare e intercellulare. Ad esempio, i flussi di calcio svolgono un ruolo chiave nelle cascate di segnalazione. Nelle piante che ricevono COV, idrocarburi come il β-cariofillene possono regolare l’espressione genica interagendo con la cromatina, una struttura che controlla l’accessibilità del DNA. Questo processo, noto come rimodellamento della cromatina, innesca l’attivazione della trascrizione genica, preparando così la pianta a risposte di difesa migliorate. Attualmente, i pesticidi chimici sono ampiamente utilizzati per proteggere le colture, ma il loro impatto ambientale dannoso, unito alla crescente domanda di una maggiore produttività alimentare, sottolinea la necessità di alternative più sicure. L’uso di COV offre una soluzione sostenibile, promuovendo sia la difesa delle colture che la produttività, riducendo al contempo la dipendenza da pesticidi e altre sostanze chimiche nocive. Inoltre, questo nuovo approccio ridurrà i costi di produzione e aumenterà il valore dei prodotti, poiché la maggior parte dei consumatori preferisce “colture senza pesticidi” per il loro benessere generale. “Un approccio promettente è l’incorporazione di piante compagne come la menta in vaso, la menta caramellata e la menta piperita, che emettono costantemente COV benefici. Inoltre, lo sviluppo di biostimolanti, sostanze che aumentano la crescita delle piante e la tolleranza allo stress, potrebbe migliorare ulteriormente le interazioni tra le piante”, afferma il Prof. Arimura. Aggiunge inoltre che i prodotti commerciali basati sulle loro nuove scoperte saranno presto disponibili per l’uso in agricoltura. Tuttavia, l’implementazione pratica delle tecnologie basate sui COV in agricoltura si scontra con diverse sfide, come risposte dose-dipendenti, distanze inappropriate tra le piante ed elevate concentrazioni di COV (allelochimici), che possono potenzialmente inibire la crescita delle piante vicine. (30Science.com)
