Ecco come la luce influenza lo sviluppo di differenti varietà di olivo

La luce è uno dei fattori ambientali più importanti che le piante utilizzano per produrre energia chimica, che attraverso le reazioni di fotosintesi viene convertita in zuccheri utilizzati come nutrizione per la crescita e lo sviluppo. Oltre ai diversi pigmenti fotosintetici che assorbono la luce a diverse lunghezze d’onda, le piante sono dotate di speciali recettori che in risposta alla loro fotoattivazione possono modulare un ampio numero di processi sia a livello intracellulare che extracellulare. I fotorecettori vegetali sono cromoproteine che passano al loro stato attivo sulla percezione della luce da parte del cromoforo. Successivamente, vengono ricevuti segnali biochimici e l'espressione genica è modulata, innescando così risposte fisiologiche. I crittomi (PHY) sono la più ampia classe di fotorecettori nella lunghezza d'onda rossa e lontana, i criptococco (CRY) rispondono ai raggi UV-A e alla luce blu e alle fototropine (PHOT), mentre UVR8 media la percezione sia di UV-B che UV-A. I fotorecettori consentono alle piante di discriminare le diverse condizioni di luce e di rilevare quantità, qualità e durata.

Come nel caso della maggior parte delle colture legnose, l'impatto della luce sulla crescita delle olive rimane da chiarire completamente. Tuttavia, un recente rapporto ha indicato che i frutti raccolti da rami irradiati dalla luce di “Leccino” hanno mostrato prestazioni superiori in termini di peso fresco, peso secco, dimensioni della frutta, spessore del mesocarpo e dimensioni delle cellule rispetto a quelli raccolti dai rami ombreggiati. Esperimenti in vitro hanno rivelato che la qualità della luce ha influenzato anche la crescita delle piantine di olivo che ha mostrato un aumento della lunghezza del gambo e allungamento internodale quando irradiato con un elevato rapporto rosso/blu LED. Gli olivi esposti alla luce continua mostrano un aumento della crescita rispetto al regime di luce / oscurità e la crescita più rapida è stata rilevata all'inizio dei primi trenta giorni di trattamento. 

Al fine di indagare gli effetti delle diverse qualità di luce sulle piante di ulivo, in condizioni ambientali controllate in un fotoperiodo di 16/8 h luce/oscurità i ricercatori hanno irradiato dieci diverse cultivar con luce esclusivamente rossa (RL) e blu (BL). Per simulare le condizioni naturali, le piante sono state esposte alla luce bianca (WL) come controllo.

Sulla base di osservazioni fenotipiche derivate dal monitoraggio di vari parametri (crescita, numero di internodi, ETR, GSW, E e A), si è constatato che tra le dieci cultivar analizzate, ‘Arbequina’ e ‘Canino’ hanno mostrato il miglior adattamento all’esposizione esclusiva a BL. Queste due cultivar non hanno mostrato differenze significative rispetto alle condizioni di controllo due mesi dopo l’inizio dell’esperimento.

Al contrario, nelle stesse condizioni, la cultivar “Pendolino” ha mostrato una scarsa attività vegetativa, evidenziata dalla bassa crescita, che potrebbe essere spiegata dalla sua ridotta capacità fotosintetica, come indicato da bassi tassi di trasporto di elettroni, diffusione del vapore acqueo, traspirazione e conduttanza totale CO2.

Le osservazioni, che evidenziano la scarsa adattabilità di tutte e dieci le cultivar studiate allo spettro di luce rosso, si allineano con i risultati del cetriolo, ma sembrano contraddire i rapporti su altre specie vegetali in cui è stato dimostrato che RL promuove l'espansione cellulare e l'allungamento dell'ipocotil. La scarsa adattabilità dell'olivo all'esposizione esclusiva di RL può essere probabilmente dovuta alla mancanza di divisione cellulare e proliferazione, che non può essere innescata in completa assenza di BL. Al contrario, per tutte le cultivar, le piante WL hanno mostrato una migliore performance vegetativa, attribuibili alla presenza di entrambi gli spettri di luce, che regolano positivamente la divisione cellulare e l’espansione.

In conclusione, è ben noto che BL è un regolatore di crescita coinvolto nella fotomorfogenesi e nel fototropismo, e le nostre osservazioni suggeriscono che questo spettro di luce potrebbe migliorare la divisione cellulare, con conseguente miglioramento della crescita vegetativa e capacità fotosintetica. Al contrario, la scarsa adattabilità di tutte e dieci le cultivar a RL è apparentemente coerente con il ruolo definito di questo spettro nell'indurre l'espansione delle cellule ma, nella completa assenza di BL, non riesce ad attivare e mediare i processi di divisione cellulare e proliferazione.
Le differenze osservate tra le piante esposte a RL, BL e WL sono principalmente attribuibili a risposte mediate da fotorecettori piuttosto che a tassi fotosintetici, poiché la luce funziona non solo come fonte di energia, ma anche come segnale regolatore che influenza lo sviluppo, la fisiologia e il metabolismo delle piante. Questi processi guidati da fotorecettori potrebbero quindi spiegare le variazioni nel comportamento delle piante al di là di ciò che può essere tenuto solo dalla fotosintesi. 

Bibliografia

Forgione, I.; Quattromano, I.; Regina, T.M.R.; Salimonti, A.; Carbone, F. The Effects of the Light Spectral Composition on the Development of Olive Tree Varieties Mediated by Photoreceptors. Int. J. Mol. Sci. 2025, 26, 8319