L'ossido nitrico aumenta la difesa dell'olivo di fronte a gelate improvvise

Le caratteristiche morfologiche e fisiologiche delle piante possono subire effetti negativi a causa dello stress da freddo si riferisce a una condizione di stress abiotico che comprende temperature di raffreddamento da (0 a 20 °C) e congelamento (sotto 0 °C)

La tarda primavera o all'inizio dell'autunno, che corrisponde al periodo in cui le piante sono in una fase di crescita attiva, è un momento particolarmente vulnerabile per loro in caso di gelo, che può causare danni significativi.

Quando le piante sono esposte a stress da congelamento, la formazione di ghiaccio si verifica inizialmente nella parete cellulare. Mentre i cristalli di ghiaccio continuano a crescere, la capacità delle cellule di assorbire l'acqua viene ridotta, portando alla disidratazione cellulare acuta e gravi danni alla membrana cellulare. La bassa temperatura può avere effetti negativi sullo sviluppo e sulla funzione dei cloroplasti, così come la concentrazione di clorofilla nelle piante e ridurre l'efficienza della fotosintesi.

Esponendo a stress da freddo, spesso attivano la produzione di sostanze osmoprotettive nelle piante, tra cui zuccheri, alcoli di zucchero, betaina glicina e aminoacidi come la prolina. Questi osmoprotettori assumono un ruolo vitale nel consentire alle piante di tollerare lo stress idrico e adattarsi allo stress da freddo riducendo al minimo le conseguenze dannose dello stress da freddo, mantenendo la struttura della membrana o recuperando ROS indotto dallo stress.

Quando le temperature minime variano tra 0 °C e −3 °C, gli ulivi in genere subiscono lesioni principalmente nei loro organi più giovani, come foglie e germogli di un anno. A temperature minime da −6 °C a −7 °C, il danno si estende a quasi tutte le parti dell'olivo, compresi vari organi. Alle temperature inferiori a −12 °C a −18 °C, l'intero ulivo è a rischio.

L'ossido nitrico (NO) funge da molecola di segnalazione significativa nelle piante, svolgendo una funzione positiva in vari aspetti della crescita delle piante, dello sviluppo e della modulazione della tolleranza allo stress abiotico. Studi hanno riferito che la somministrazione di NO esogeno può aiutare a ridurre le lesioni da freddo in varie specie vegetali.

Il nitroprusside di sodio (SNP), un donatore NO, ha mostrato effetti promettenti in questo senso.

Per studiare il ruolo del NO nell'aumentare la tolleranza allo stress nel congelamento negli ulivi, le piante sono state trattate con concentrazioni variabili di SNP (0 μM come controllo, 100 μM e 200 μM) e poi sottoposte a temperature di congelamento di -1, -3, e -6 °C.

La concentrazione di 100 μM SNP ha prodotto i benefici più notevoli, con efficacia dipendente dalla gravità dello stress. Il trattamento con 100 μM SNP ha migliorato l'attività degli enzimi antiossidanti come CAT, SOD, POX e APX e ha aumentato significativamente i livelli antiossidanti non enzimatici, inclusi fenoli totali, flavonoidi, flavonoli e antocianine. Questi miglioramenti hanno raggiunto fino al 48,48 % a -1 °C, 21,8 % a -3 °C, 51,78 % a -6 °C e 42,6 % in condizioni di controllo.

Gli olivi trattati con SNP hanno anche mostrato livelli migliorati di pigmenti fotosintetici e precursori della clorofilla, indicando un'influenza positiva del NO sui processi fotosintetici. Inoltre, la somministrazione di 100 μM SNP ha promosso la regolazione osmotica, evidenziata da un aumento del 96,28 % del contenuto prolineo e di variazioni degli zuccheri solubili totali.

Queste risposte adattative hanno contribuito a ridurre il contenuto di H2O2, i livelli di MDA, la perdita di elettroliti e l'aumento della longevità delle foglie, evidenziando il ruolo di SNP nel migliorare la stabilità della membrana e la vitalità complessiva delle piante. I risultati sottolineano il ruolo multiforme di NO nella modulazione dei processi fisiologici e metabolici chiave che supportano la resilienza degli alberi di ulivo sotto stress a bassa temperatura.