• Nessuna parola chiave trovata

L’ozono (O3) è un gas altamente reattivo composto da tre atomi di ossigeno che, in virtù del suo elevato potere ossidante, è considerato un inquinante estremamente dannoso, capace di attaccare direttamente matrici animali e vegetali, nonché materiali non biologici. Come evidenziato dai dati più recenti, derivati dal monitoraggio della qualità dell’aria, l’andamento generale della sua concentrazione è da tempo in continua e progressiva crescita e, date le sue modalità di formazione, esso si riscontra facilmente nell’area del bacino del Mediterraneo. I gravi danni che lo smog fotochimico (del quale l’O3 è il principale componente) era capace di provocare agli organismi vegetali sono conosciuti sin dagli anni ’50; ancora oggi però l’effetto dell’O3 sulle piante medicinali è ancora poco studiato: solo un ridotto numero di specie è stato saggiato allo scopo di stabilirne il grado di sensibilità.
Obiettivo del lavoro è stato quello di verificare la risposta allo stress ossidativo di piante di Melissa officinalis (nota per le sue molteplici proprietà officinali), in modo da individuare quali possano essere le basi fisiologiche, biochimiche e molecolari responsabili dei meccanismi di suscettibilità/tolleranza.
A questo scopo l’indagine si è articolata in due fasi:
1) episodio puntiforme (200 ppb di O3, 5 ore) in condizioni standardizzate, analizzando:
(i) effetti macroscopici, considerando che a 48 ore dall’inizio della fumigazione si è osservata la presenza di sintomi accompagnata da un’alterazione dell’integrità delle membrane;
(ii) performance fotosintetica mediante analisi in vivo, quali valutazione degli scambi gassosi e misure di fluorescenza della clorofilla a. Dalle prime indagini è emerso un sostanziale decremento nella capacità di assimilazione dell’anidride carbonica (-46,9% rispetto ai controlli) al termine della fumigazione e questo trend è stato confermato anche dalla riduzione dell’11,4% del parametro Fv/F0, indicativo di una parziale inibizione del sito donatore;
(iii) biosintesi di molecole segnale, quali acidi salicilico, jasmonico ed etilene che hanno mostrato variazioni talvolta anche precoci, a conferma dell’avvenuta attivazione del meccanismo di trasduzione del segnale necessaria per la stimolazione di risposte secondarie a livello genico e metabolico;
(iv) produzione di specie reattive dell’ossigeno, con accumulo di acqua ossigenata già dopo un’ora dall’inizio del trattamento e anione superossido, che subisce una dimunizione pari a -55 e -63% rispettivamente a 1 e 5 ore dall’inizio della fumigazione. È stata, inoltre valutata l’attività della superossido dismutasi che al termine della fumigazione mostra un marcato incremento pari al 196% .
(v) contenuto di molecole antiossidanti, con evidente accumulo di acido ascorbico (+148% al termine del periodo di recovery) e contemporanea riduzione del contenuto in β-carotene, per tutto il periodo analizzato;
2) esposizione cronica a livelli realistici di O3 (80 ppb, 5 h d-1) per 35 giorni consecutivi (maggio e giugno) fino allo stadio di fioritura, testando le risposte:
i) macroscopiche. È stata osservata la presenza di sintomi a 14 giorni dall’inizio della fumigazione accompagnata da un forte incremento della perossidazione delle membrane e accumulo di acqua ossigenata (+20% rispetto ai controlli). Sono stati inoltre, misurati i parametri di crescita e produttività che hanno mostrato un evidente calo al termine del periodo analizzato;
ii) ecofisiologiche, con valutazione della performance fotosintetica, mediante analisi relative alla fluorescenza della clorofilla a e agli scambi gassosi. Da queste ultime si è riscontrata una riduzione dei parametri Amax e Gw, rispettivamente pari a -44% e -36%, in piante trattate rispetto ai controlli;
iii) biochimiche, mediante l’analisi del contenuto in metaboliti primari, quali zuccheri solubili, che non subivano grosse variazioni a tutti i tempi studiati e amido che in seguito ad un precoce accumulo, subiva un forte calo (-46% rispetto ai controlli) all’ultimo tempo considerato. Analogo comportamento è stato riscontrato per il contenuto in pigmenti fotosintetici, mentre un forte incremento si è registrato nel contenuto in acido rosmarinico (+56% rispetto ai controlli) già dalla prima settimana di trattamento;
iv) molecolari, attraverso l’analisi dell’espressione dei trascritti di geni (PAL, 4CL, RAS) codificanti gli enzimi maggiormente coinvolti nel pathway biosintetico che porta alla formazione dell’acido rosmarinico (principale costituente dell’estratto di melissa). Da queste indagini è emerso un comportamento simile nell’espressione di 4CL e RAS, con un marcato incremento a 7 giorni dall’inizio del trattamento seguito da un successivo ritorno ai livelli costitutivi. PAL ha seguito una linea differente mostrando un leggero incremento del prodotto genico nei primi 7 giorni di analisi, per poi subire un forte decremento all’ultimo tempo analizzato.
Alla luce dei risultati ottenuti da entrambe le fasi analizzate, è possibile affermare che la melissa costituisce un bersaglio vulnerabile e sensibile all’azione tossica dell’O3 in quanto, non solo si sono potute osservare manifestazioni sintomatiche evidenti (quali punteggiature necrotiche sulle lamine fogliari, alterazioni della biomassa e dei parametri di produttività), ma anche una serie di danni subliminali riconducibili essenzialmente ad un decremento dell’attività fotosintetica e della carbofissazione e di contro una stimolazione del metabolismo secondario valutabile sia in termini di accumulo di metaboliti che di espressione genica.