Fosforo e carenze nutrizionali, come reagisce la pianta?

Come reagisce la pianta alla carenza di fosforo? Dopo aver descritto l’assorbimento, le funzioni e le interazioni fosforo-apparato radicale-terreno nei post precedenti del nostro blog, è opportuno illustrare come le piante percepiscono e rispondono a stress fosforo-nutrizionali.
Quando il livello di fosforo è basso, le piante attivano un insieme di risposte di adattamento per aumentare la propria capacità di assorbire ed utilizzare il fosforo pentavalente (P2O5), la sola forma di fosforo metabolicamente attiva, allo scopo di proteggersi dagli stress derivanti da una P- carenza.

Negli ultimi anni sono stati fatti notevoli progressi nella conoscenza dei meccanismi che regolano i segnali di carenza di fosforo. Comunque, ad oggi, c’è ancora molta strada fare nella ricerca e nello studio di come le piante percepiscono l’esistenza di bassi livelli di fosforo in rapporto ai loro fabbisogni.

Ultimamente, è stata identificata una proteina, denominata SPX, che inibisce le risposte geniche alla carenza di fosforo bloccando l’induttore maggiormente coinvolto nelle risposte alla fosforo-carenza, la proteina PHR1 (Phosphate Starvation Response1). La proteina SPX è stata isolata in vitro e dimostra la sua capacità di modulare le segnalazioni dello stato nutrizionale del fosforo sia in Arabidopsis, dicotiledone crucifera,  sia nel riso (Oryza sativa), monocotiledone poacea. Tale scoperta, in piante diverse sia dal punto di vista sistematico sia filogenetico, lasciano presupporre la presenza delle proteine SPX e PHR1 in tutto il regno vegetale (vedi nota 1; 2)

Le proteine SPX  controllano l’attività dei geni coinvolti nelle risposte alla carenza di fosforo con un meccanismo strettamente dipendente dalla concentrazione in fosforo nelle cellule. Con alti livelli di fosforo, SPX si lega a PHR1 bloccando sia i geni che codificano le risposte alla P-carenza sia quelli coinvolti nella sintesi delle stesse SPX. Quando il livello di fosforo è basso, SPX e PHR1 rimangono separate e le risposte alla P-carenza restano attive.
È, inoltre, di particolare importanza il fatto che il legame tra SPX e PHR avvenga indistintamente in presenza di fosfati e/o di fosfiti; questo spiega perché la pianta non è in grado di distinguere tra il fosfato (biologicamente attivo) e il fosfito (biologicamente inattivo).
Tutte questo è stato riprodotto e confermato da prove di laboratorio.

La risposta della pianta alla carenza di Fosforo
La risposta della pianta alla carenza di Fosforo

Nell’immagine qui in alto, vediamo il modello schematico della interazione tra SPX e PHR in funzione delle concentrazioni di fosforo e dell’attivazione dei geni e dei trascritti che regolano l’adattamento delle piante al fosforo (vedi nota 2).

Con alti livelli di fosforo, SPX  interagisce con PHR bloccando l’attivazione dei geni che sono indotti da carenza di fosforo (PSI); per contro, con bassi livelli di fosforo, SPX non è in grado di bloccare questa attivazione. Appare chiaro, alla luce di ciò, che le risposte alla P-carenza sono costitutive nelle piante e che invece è il suo eccesso (alta disponibilità) a bloccare queste risposte.
Non è quindi la carenza di fosforo a determinare le risposte delle piante, ma succede esattamente l’opposto. La ricerca di fosforo è insita nei geni delle piante e questa funzione è normalmente attiva perché le piante solo raramente si trovano in condizioni di “abbondante fosforo disponibile”.

Nota 1: Puga M.I., Mateos I., Charukesi R., Wang Z., Franco-Zorrilla J.M., De Lorenzo L., Irigoyen M.L., Masiero S., Bustos R., Rodriguez J., Leyva A., Rubio V., Sommer H., Paz-Ares J. (2014) SPX1 is a phosphate-dependent inhibitor of PHOSPHATE STARVATION RESPONSE 1 in Arabidopsis. PNAS USA; 41:14947-14952
Nota 2: Wang Z., Ruan W., Shi J., Zhang L., Xiang D., Yang C., Li C., Wu Z., Liu Y., Yu Y., Shou H., Mo X., Mao C., Wu P. (2014) Rice SPX1 and SPX2 inhibit phosphate starvation responses through interacting with PHR2 in a phosphate-dependent manner. PNAS USA; 41:14953-14958

Articolo redatto dal Responsabile Tecnico Ricerca e Sviluppo di Kalos Agricoltura, dott. agronomo Ferruccio Bergamasco

Per maggiori informazioni ci potete contattare al numero di tel. 0432 909926 oppure via mail a info@kalosgate.com

 

Kalòs per la ricerca ed innovazione in agricoltura, facciamo il punto

Mappa delle attività di ricerca di Kalòs
Mappa delle attività di ricerca di Kalòs

Anche quest’anno Kalòs Agricoltura ha “messo in campo” numerosi lavori di ricerca, studio e sperimentazione sia di affermati che nuovi prodotti. Le prove riguardano sia l’attivazione dei sistemi endogeni di difesa che la nutrizione delle piante, valutando i risvolti che possono avere sulla qualità commerciale, organolettica, gustativa e sulla salubrità delle produzioni.

Il lavoro più corposo concerne l’attivazione delle difese endogene, nel quale hanno collaborato con noi diversi enti pubblici quali Università e Centri di Ricerca. Facciamo sul punto sulle ricerche attualmente in atto (e non sono poche!) e sugli enti con i quali portiamo avanti importanti tasselli per l’innovazione in agricoltura.

Università di Firenze:
•    Terzo anno di prove per la difesa del vigneto rispetto alle principali crittogame, in particolare oidio, peronospora e black-rot. Oltre ai prodotti già sperimentati durante le precedenti annate: FRONTIERE, OOMISINE e COPTREL, quest’anno è stato introdotto un nuovo preparato funzionale all’attivazione della resistenza specifica nei confronti dell’oidio. I risultati ottenuti hanno portato alla stesura di una tesi di laurea.
•    Continuano per il secondo anno, in collaborazione con il CNR di Bologna, i lavori su mal dell’esca con l’impiego di FRONTIERE e COPTREL. I primi risultati sono molto confortanti.

Università di Udine:
•    Con il supporto del Consorzio di Tutela dei Colli Orientali del Friuli e Ramandolo, continua, per il terzo anno, la sperimentazione su vite nei confronti di peronospora, oidio e botrite con FRONTIERE, OOMISINE, COPTREL, BOTRISINE e SIL-KA.Sono già state discusse due tesi di laurea.
•    In collaborazione con l’Ente Regionale per lo Sviluppo Agricolo (ERSA) ed il Servizio Fitosanitario del Veneto, da due anni si opera per contrastare la batteriosi o PSA del Kiwi. In questo caso i prodotti utilizzati sono COPTREL, BACTERSINE e FRONTIERE. Benché la soluzione al problema sia ancora lontana, i risultati ottenuti sono incoraggianti. Si lavora in particolare sul miglioramento della tempistica di intervento.

Università di Torino:
•    Attraverso la società Agrinnova, abbiamo iniziato quest’anno un lavoro per il contenimento dei funghi tellurici, in particolare la fusariosi. In questa occasione è stato testato un prodotto nuovo in combinazione con FRONTIERE. I risultati provvisori indicano un’efficacia simile a quella degli agrofarmaci di sintesi.
•    Programmata una ricerca sulla botrite della lattuga che inizierà quest’ autunno; saranno testati BOTRISINE, FRONTIERE e SIL-KA.

Tra gli organismi non universitari, si segnalano alcuni lavori molto interessanti.
Presso l’Agenzia per la Sperimentazione Tecnologica e la Ricerca Agroambientale (ASTRA) di Faenza (RA) stiamo portando avanti, per il secondo anno, 2  prove su vite.
La prima ha lo scopo testare l’efficacia dei nostri preparati per l’induzione di resistenza (OOMISINE, FRONTIERE e BOTRISINE) nei confronti di peronospora, oidio e botrite; l’altra, inserendosi all’interno di una strategia che prevede anche l’utilizzo di prodotti di sintesi, vuole verificare la possibilità di contenere i residui di p.a. chimici sul prodotto finito (uva e mosto) attraverso l’utilizzo dei nostri induttori di resistenza nella parte finale della stagione.
In una fase successiva verranno effettuate delle  prove di microvinificazione, per sperimentare l’influsso che l’utilizzo degli induttori ha sul processo di fermentazione, con o senza l’aggiunta di solfiti e di lieviti selezionati.
Lo scopo, in quest’ultimo caso, è quello di esaltare le caratteristiche del territorio e dei suoi lieviti naturali e la possibilità di vinificare nel modo più naturale possibile come risposta ad una crescente richiesta del mercato per i vini naturali.

Il Centro per l’Educazione, la Cooperazione e l’Assistenza Tecnica (CECAT) di Castelfranco Veneto (TV) collabora con noi per il terzo anno consecutivo, per la messa appunto di tecniche di difesa su vite a basso input o senza l’uso di prodotti chimici utilizzando OOMISINE, FRONTIERE e COPTREL. Quest’anno sono stati inseriti anche prodotti per la difesa dalla Botrite: SIL-KA e BOTRISINE. Il CECAT sta svolgendo anche una prova per il miglioramento della produzione e della qualità di grano attraverso l’utilizzo di  GRAMITREL, FRONTIERE e LAST N.

L’Istituto Tecnico Agrario Trentin di Lonigo (VI) da due anni è impegnato con prove a basso impatto ambientale per la difesa della vite con OOMISINE, FRONTIERE, BOTRISINE e SIL-KA inseriti all’interno di una strategia che prevede l’utilizzo di bassi dosaggi di rame e zolfo.
Con il Centro di saggio per  la Viticoltura ed Enologia (Vit.En) di Colosso (AT) siamo al secondo anno di prove per il contrasto alla diffusione del fitoplasma agente della flavescenza dorata della vite attraverso l’uso di FRONTIERE.
Il Centro Ricerche Produzioni Vegetali (CRPV) di Bologna da due anni sta eseguendo ricerche per il controllo della peronospora su pomodoro allevato in regime biologico con OOMISINE e COPTREL e della didimella del melone con FRONTIERE.

In tutto il territorio italiano molte aziende di prestigio internazionale, hanno adottato sistemi di difesa a basso input di prodotti di sintesio a base di rame e zolfo, integrando efficacemente alle loro strategie COPTREL 500, OOMISINE e FRONTIERE, SIL-KA e BOTRISINE.
Nell’intento di ridurre i quantitativi di prodotti chimici nelle proprie uve, anche alcune cantine sociali e private come le Cantine di Valpolicella-Negrar e di Valpantena (VR) e la Cantina di Mezzacorona in Trentino, stanno portando avanti tecniche che prevedono una parziale o totale sostituzione degli agrofarmaci con FRONTIERE ed OOMISINE.

Ma non di sola vite vive l’uomo; infatti a Vercelli alcune aziende stanno provando un nuovo prodotto per il controllo del brusone del riso. Altre prove riguardano la marsonina dei Pioppi.
Campi dimostrativi e campi prova per l’ingrossamento delle drupacee e delle pomacee sono in corso a Ferrara, Bologna e Cuneo, con l’utilizzo di DECIDE, ENERGENE inseriti all’interno di programmi nutrizionali pensati ad hoc.
Dobbiamo anche segnalare prove relative al controllo dei Nematodi su varie colture con l’utilizzo di NEMASINE e NEMATEC.

Per maggiori informazioni circa i risultati raggiunti e gli obiettivi futuri, potete contattarci via mail:
info@kalosgate.com
info@agrochimicasnc.it