La difesa delle colture in futuro con i composti organici volatili

Questo campo di studio ha recentemente raccolto un interesse significativo grazie alle sue promettenti applicazioni in agricoltura. In questo senso, il professor Gen-ichiro Arimura e il suo collega, il signor. Takuya Uemura dell’Università di Scienze di Tokyo, in Giappone, ha deciso di esplorare i percorsi molecolari alla base di questa comunicazione e le sue potenziali applicazioni in agricoltura sostenibile.

Lo studio ha esplorato come la comprensione della comunicazione da pianta a pianta potrebbe portare a strategie innovative per la protezione delle colture e il miglioramento della resa, rivoluzionando potenzialmente l’agricoltura sostenibile.

“Mentre le piante non possiedono un sofisticato sistema olfattivo come gli animali, sono in grado di rilevare e reagire a una vasta gamma di COV basati su somiglianze strutturali con i composti che hanno o ai loro antenati incontrati 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 volatili a foglia verde. Questi composti sono stati a lungo riconosciuti per il loro ruolo nella segnalazione tra le specie, attraendo insetti benefici o respingendo gli erbivori. In particolare, i monoterpenoidi, che sono abbondanti nelle piante di menta, sono stati commercializzati per le loro proprietà di controllo dei parassiti, antimicrobico e ovicida.

Una volta emessi, i COV vengono assorbiti attraverso gli stomi e diffusi attraverso le cellule di mesofillo delle piante vicine. La risposta della pianta comporta intricati meccanismi di segnalazione intracellulari e intercellulari. Ad esempio, i flussi di calcio svolgono un ruolo chiave nella segnalazione delle cascate. Nelle piante che ricevono VOC, gli idrocarburi come il cariphyllene 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 per risposte di difesa migliorate.

Attualmente, i pesticidi chimici sono ampiamente utilizzati per proteggere le colture, ma il loro impatto ambientale dannoso, insieme 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 il costo di produzione e aumenterà il valore dei prodotti, poiché la maggior parte dei consumatori preferisce "colture prive di pesticidi" per il loro benessere generale.