I pomodori sono un alimento base nelle diete di tutto il mondo e una parte essenziale dell’agricoltura sostenibile, ma come si può migliorare la qualità e la produttività di questo ortaggio così importante?
Scienziati del Boyce Thompson Institute (BTI) (istituto di ricerca indipendente dedicato all’uso delle scienze vegetali per migliorare l’agricoltura, proteggere l’ambiente e migliorare la salute umana), hanno scoperto il segreto di una mutazione del pomodoro nota da tempo, conferisce alla frutta una maggiore consistenza e resistenza allo stress. La scoperta potrebbe cambiare il futuro del pomodoro e dei suoi benefici per la salute e l’ambiente.
Il team di ricercatori guidato da Carmen Catalá, assistente professore aggiunto presso il Boyce Thompson Institute (BTI) e Senior Research Associate presso la School of Integrative Plant Science della Cornell, insieme ai ricercatori Philippe Nicolas e Richard Pattison, nello studio pubblicato nella rivista Journal of Experimental Botany, hanno esaminato le proprietà di un pomodoro mutante noto come “adpressa”, scoperto negli anni ’50, questo pomodoro ha una peculiarità: non è soggetto alla forza di gravità, di conseguenza, come suggerisce il nome “adpressa” (appiattito), le sue piante tendono a crescere orizzontalmente sul terreno invece che verticalmente verso il cielo.
Il team di ricercatori ha iniziato lo studio scoprendo il preciso cambiamento genetico che causa questo affascinante effetto. Hanno scoperto che la mutazione blocca la sintesi dell’amido, che è una forma di immagazzinamento dello zucchero. Successivamente hanno utilizzato la mutazione per indagare su questioni fondamentali sulla biologia della frutta. Hanno scoperto che il mutante mostra importanti aggiustamenti trascrizionali e metabolici, tra cui un aumento dei livelli di zuccheri solubili e una maggiore crescita. Più sorprendente è stata la scoperta della completa resistenza al marciume apicale (BER), un disturbo fisiologico che causa il deterioramento delle membrane cellulari dei frutti e una zona secca, nera e infossata sul fondo dei pomodori.
L’incidenza del BER spesso notata da giardinieri e coltivatori commerciali, è difficile da prevedere ma è stata direttamente correlata a stress ambientali come la temperatura o l’irrigazione irregolare. Il BER colpisce anche altri tipi di frutta e verdura, tra cui peperoni, zucca, cetriolo e melone. Sebbene questo complesso disturbo sia stato studiato intensamente, i meccanismi alla base dello sviluppo del BER non sono completamente compresi.
Philippe Nicolas ha affermato:
«I nostri risultati con il mutante adpressa sono piuttosto promettenti. Contrariamente a quanto si pensava la mancanza di amido non ha alterato lo sviluppo e la maturazione dei frutti. Infatti, i frutti di adpressa erano leggermente più grandi e accumulavano più zuccheri durante la crescita. La scoperta più notevole è la resistenza al marciume apicale (BER), questi risultati aprono nuove strade per migliorare la resa e la qualità dei frutti, soprattutto in condizioni ambientali stressanti».
Il team di ricercatori della Boyce Thompson Institute (BTI) ha collaborato con scienziati del Max Planck Institute in Germania, dell’Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora” di Malaga, in Spagna, e del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti. Insieme, hanno utilizzato strumenti avanzati di analisi genomica e metabolica per studiare come la mutazione influisce sullo sviluppo dei frutti.
Philippe Nicolas ha sottolineato:
«L’intricata connessione che abbiamo osservato tra il metabolismo dello zucchero e la resistenza al danno cellulare nei tessuti della frutta è particolarmente affascinante. Il nostro studio rivela il potenziale per l’ingegnerizzazione o la produzione di pomodori in grado di resistere meglio alle sfide ambientali».
Il team di ricercatori ora sta lavorando per capire perché questi mutanti resistono agli stress abiotici (provocati da un fattore ambientale estremo, cioè in eccesso o in difetto rispetto alla normalità, per esempio grandine, bombe d’acqua, siccità, alte temperature), prevede di trovare geni o composti bersaglio con un ruolo essenziale nella resistenza al marciume apicale (BER).
Carmen Catalá in conclusione ha detto:
«Speriamo che questa scoperta porti a nuovi metodi nella creazione di piante resistenti al marciume apicale (BER) e ad altri tipi di danni indotti dallo stress, non solo gioverebbe ai giardinieri e ai coltivatori commerciali, ma avrebbe un impatto significativo nei paesi con condizioni di crescita avverse, dove i piccoli agricoltori non hanno le risorse per proteggere i loro raccolti da sfide ambientali come la siccità».
