• etilene
• flavonoidi
• carotenoidi
• pomodori
• mutanti

Riassunto di tesi
Lo scopo del presente lavoro è stato relazionare gli effetti della presenza e dell’assenza delle radiazioni UV-B dallo spettro incidente piante di pomodoro di linee diverse, con la produzione da parte delle bacche di queste piante di metaboliti secondari e con l’emissione di etilene endogeno; il lato pratico di questi esperimenti è valutare se tale coltura innovativa/sperimentale possa essere utilizzata per la produzione di bacche di pomodoro dall’elevata quantità di composti dall’azione antiossidante, considerando che sempre più spesso si considera l’alimentazione umana come apportatrice di sostanze benefiche, ed il consumatore, nell’acquisto di un prodotto vegetale tiene conto anche di tale caratteristica, oltre ad apprezzare un frutto da punto di vista ottico, olfattivo e tattile.
I patway metabolici presi in considerazione sono quello della sintesi dei flavonoidi e quello della sintesi dei carotenoidi; particolare attenzione è stata riservata anche alla via di produzione di etilene endogeno, ormone connesso strettamente al ripening di un frutto, dato che il processo di maturazione lo vede come protagonista primario nell’attivazione di un alto numero di geni correlati allo sviluppo di un frutto e alla sua senescenza.
E’ noto che i raggi ultravioletti del tipo B provocano un alto grado di stress in vegetali ed animali ed uno dei meccanismi di difesa degli organismi di natura vegetale è una maggiore produzione di antiossidanti da parte delle cellule vegetali, quali carotenoidi e flavonoidi, che assorbono in tali lunghezze d’onda ( 280-315 nm ) agendo da schermo protettivo. Si è cercato dunque di individuare ed ipotizzare quali enzimi delle vie biosintetiche precedentemente accennate vengano stimolati dalla presenza e dall’assenza delle radiazioni UV-B e dal etilene endogeno, facendo attenzione soprattutto ai metaboliti che risultano essere dipendenti da tale fito-ormone nell’accumulo. Nel dettaglio, sono state fatte crescere piante della linea Ailsa Craig e due suoi mutanti etilenici Nor (non ripening) e Rin (ripening inhibitor) all’interno di due tunnel dalle diverse proprietà nei confronti dello spettro solare: un tunnel lasciava passare l’intero spettro solare, radiazioni UV-B comprese ed il secondo, coperto con un telo UV-adsorber le schermava.
Quindi, sono state effettuate estrazioni di carotenoidi, clorofilla,flavonoidi dalle tre linee a tre diversi stadi di maturazione (Mature Green,Breaker e Red Ripe), da polpa e buccia separatamente. Oltre alla caratterizzazione degli estratti tramite l’uso della cromatografia liquida ad alta risoluzione ( HPLC ), sono state fatte prove di quantificazione del potere antiossidante degli estratti lipofili e misure dell’emissione di etilene endogeno.
Il potere antiossidante lipofilo ( che risulta maggiore dallo stadio di invaiatura a quello di maturazione completa ) è più alto nelle bacche delle linee Ailsa Craig e a seguire nei mutanti nor e rin cresciuti sotto il tunnel non schermante gli UV-B. Tale differenza si riduce molto per quanto riguarda le bacche del mutante nor, il cui potere antiossidante misurato dai due tipi di bacca non subisce variazioni enormi, qualsiasi tipo di coltivazione si preferisca adottare ( tunnel schermante le radiazioni UV-B e non schermante ). Un’analisi più approfondita, a livello dei metaboliti secondari carotenoidi e flavonoidi, ci indica che le bacche della linea Ailsa Craig, allo stadio di completa maturazione ( che solitamente corrisponde con quello della raccolta ), hanno un contenuto di caroteoidi maggiore se fatte crescere in tunnel di controllo; anche il contenuto di flavonoidi totali, glicosilati e non glicosilati ( soprattutto il flavonoide quercitina ), allo stadio red ripe, risulta maggiore seguendo tale tipo di coltivazione. Quindi si può consigliare di seguire per tale linea una coltivazione che non preveda l’uso di tunnel ad effetto schermante gli UV-B. Come sappiamo vi è anche l’aumento di produzione di etielene endogeno da parte delle bacche di controllo rispetto al’altro tipo di bacche e l’etilne è un ormone regolatore l’accumulo di flavonoidi.
Per quanto concerne il mutante rin ( ripening ihnibitor ), un’analisi generale dell’accumulo di carotenoidi evidenzia che la loro presenza è maggiore nella buccia e nella polpa delle bacche di controllo; anche l’accumulo di flavonoidi segue la stessa tendenza.
Per il mutante nor ( non ripening ), si riscontra nella buccia delle bacche, un contenuto maggiore di questi metaboliti come conseguenza di una crescita all’interno del tunnel non schermante; per la polpa l’accumulo è maggiore per le bacche schermate dagli UV-B, ma poiché in tale tessuto l’accumulo di carotenoidi è comunque minore che nella buccia, si può dire generalmente che i carotenoidi si accumulano preferenzialmente se si adotta la coltivazione con tunnel di controllo. I flavonoidi totali nella buccia delle bacche nor si accumulano più facilmente se queste provengono dai tunnel schermanti gli UV-B, soprattutto naringenina e rutina; per quanto riguarda la polpa invece, i flavonoidi glicosilati e non si accumulano maggiormente nelle bacche di controllo, ma poiché il contenuto di questi rispetto alla buccia è molto basso.
È stata analizzata la dipendenza lineare dell’accumulo dei metaboliti dall’etilene endogeno emesso; tra tutti, quelli che mostrano tale dipendenza sono, nella buccia delle bacche del wild-type, i flavonoidi totali glicosilati e non glicosilati, in particolare rutina e quercitina, il fitofluene ed anche le sostanze lipofoli totali; nella polpa del wild-type tale di pendenza è riscontrata per i flavonoidi totali glicosilati e per la naringenina.
Nel mtante nor non si denota una dipendenza generale dal fito-ormone, se non per la luteina ed il fitoene presenti nella polpa delle bacche.
Anche nel mutante rin, tale dipendenza è appena riscontrabile, solo per la luteina estratta dalla buccia e per il licopene e il fitofluene estratti dalla polpa delle bacche mutanti.
È stata posta attenzione anche su quei metaboliti la cui sintesi è stimolata dall’assenza delle radiazioni UV-B più che dalla loro presenza all’interno dell’ spettro solare, ed è stato visto che oltre la clorofilla b (dati riscontrabili anche in letteratura), anche la luteina, la naringenina e la rutina nel wild- type e nel mutante nor hanno questa tendenza.