Gli effetti del selenio sull'olivo in condizioni di stress

L’olivo (Olea europaea L.) è una specie largamente diffusa, con un ricco patrimonio varietale, nell’Europa meridionale. L’olivicoltura nelle aree meridionali dell’Europa ha un impatto economico importante sia nell’agricoltura sia nel settore della trasformazione. In molte di queste aree le piante sono sempre più frequentemente sottoposte a stress salino. L’olivo è una specie che tollera abbastanza bene un certo livello di salinità e il grado di tolleranza è cultivar dipendente. In generale, gli stress, incluso lo stress salino, causano nella pianta un aumento della produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), come perossido di idrogeno, ione superossido e radicale idrossile , che giocano un ruolo fondamentale nei danni cellulari di tipo ossidativo associati a condizioni di stress.

Lo scopo principale della presente tesi è stata la valutazione degli eventuali effetti della somministrazione di diverse concentrazioni di selenio, come selenato di sodio (Na2SeO4), sulla risposta della pianta allo stress salino (NaCl 200 mM) in piante d’olivo (Olea europaea L.) cv. Arbequina allevata in coltura idroponica. Gli effetti sono stati studiati monitorando indici biometrici e fisiologici relativi a crescita della pianta, scambi gassosi e contenuto relativo in acqua delle foglie. Inoltre, sono stati monitorati parametri biomolecolari quali il contenuto di prolina e di selenio nelle foglie e il rilascio di selenio e di prolina dalle radici.

In particolare, il presente studio ha determinato per la prima volta la prolina e il Se rilasciati dalle radici dopo la somministrazione di Se su piante sottoposte a stress salino. I risultati ottenuti con la presente sperimentazione mostrano una marcata riduzione della fotosintensi fogliare netta (Pn) nelle foglie sotto stress salino e un incremento della concentrazione sub stomatica di CO2 (Ci), insieme a una riduzione del peso secco (PS) confermando quanto rilevato in studi precedenti (Chartzoulakis et al. 2002; Bacelar et al. 2007; Pandolfi et al. 2017; Abdallah et al. 2018; Lan et al. 2019). L’incremento della Ci dimostra che la riduzione della fotosintesi è causata principalmente da un effetto non stomatico e che la chiusura degli stomi è quindi conseguenza di un danno al fotosistema causato dallo stress salino. In generale il trattamento con selenato di sodio ha determinato un’attenuazione degli effetti dannosi causati dall’elevata concentrazione di NaCl, soprattutto sul tasso di fotosintesi, sul contenuto relativo di acqua nelle foglie (RWC) e sulla crescita delle piante di olivo. Questo aspetto era stato osservato anche in colture erbacee, dove basse concentrazioni di selenio hanno ridotto danni da stress salino mitigando soprattutto la riduzione della Pn e del RWC (Kong et al. 2005; Hawrylak-Nowak 2009; Elkelish et al. 2019).

La sperimentazione riportata nella presente tesi ha anche a studiato la cinetica di assorbimento del selenato di sodio, determinando il contenuto totale di selenio nelle foglie e la quantità di SeO42- rilasciato dalle radici delle piante sia controllo sia sottoposte a stress salino. Il selenato di sodio ha causato un incremento nel contenuto totale di selenio che è risultato correlato alla concentrazione usata per il trattamento. Nelle piante sottoposte a stress salino l’assorbimento di selenio era pari al 45-55% di quello somministrato. Il cloruro di sodio (NaCl) ha influenzato negativamente l’assorbimento di selenato di sodio nella cultivar Arbequina, determinando una riduzione del contenuto totale di selenio nelle foglie. I risultati dimostrano che sia il selenato di sodio sia il cloruro di sodio riducono con un effetto non additivo il contenuto di prolina nelle foglie delle piante controllo. Gli effetti differenti del selenato di sodio sul contenuto di prolina tra le foglie delle piante controllo e quelle sottoposte a stress sono legate all’elevata concentrazione di NaCl (200 mM) che causa squilibri nel metabolismo di questo amminoacido. In condizioni di stress salino severo, pertanto, si evince che il selenato di sodio agisce sul rilascio della prolina dalle radici, attenuando l’entità delle perdite dell’osmolita causate dal cloruro di sodio.

In conclusione, il trattamento (biofortificazione) con selenio in piante di olivo sottoposte a stress salino (200mM di NaCl) ha incrementato: la fotosintesi, il contenuto relativo in acqua, il numero e il peso delle foglie rispetto al controllo. I parametri osservati suggeriscono che la biofortificazione con selenio contribuisce all'attenuazione degli squilibri osmotici come mostrato dal rilascio della prolina da parte delle radici. Questo lavoro di tesi fornisce le prime evidenze del ruolo protettivo del selenio nei confronti degli effetti dannosi dello stress salino in olivo.

Sarà ora interessante studiare gli effetti di trattamenti con selenio su produzione di olive e qualità dell’olio.