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Copper homeostasis and the effects of copper deficiency on tomato plants and fruit quality

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Crescita e sviluppo delle piante: gli effetti della carenza di rame

Un progetto finanziato dall’UE ha utilizzato il pomodoro, una delle più importanti colture a livello mondiale, per porre sotto i riflettori la carenza di rame nel suolo, un problema reale con cui l’agricoltura dell’UE deve fare i conti.

Alimenti e Risorse naturali

Il rame è un micronutriente essenziale di cui le piante, gli animali e le persone hanno bisogno per la propria salute. Negli esseri viventi, rappresenta un cofattore redox attivo essenziale nei processi biologici ma quando presente in quantità eccessive è tossico. Anche le piante sono sensibili alla biodisponibilità nel suolo di rame. In quanto tra le principali fonti di micronutrienti per le catene trofiche, le loro carenze nutrizionali, o i relativi eccessi, spesso si trasferiscono ai consumatori. «È questo il motivo per cui la determinazione dei meccanismi regolatori alla base dell’assorbimento e la distribuzione di rame ai tessuti delle piante commestibili è di fondamentale importanza», spiega María Teresa Lafuente, coordinatrice del progetto TOMACOP, finanziato dall’UE. In Europa, 1,2 milioni di chilometri quadrati di terreni coltivati sono classificati come potenzialmente carenti nella biodisponibilità di rame. Per compensare tale carenza, i suoli vengono ricostituiti con fertilizzanti arricchiti di tale elemento, una strategia efficiente in termini di resa, ma ostacolata da costi significativi a livello ambientale. «Sulla base di questi fatti, TOMACOP, con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA), si è prefissato di caratterizzare gli effetti esercitati dalla coltivazione senza impiego di fertilizzanti a base di rame di piante di pomodoro con una disponibilità di rame non ottimale sulla crescita e il rendimento vegetale», evidenzia Lafuente. Il progetto ha inoltre studiato il valore nutrizionale del frutto raccolto, che a livello teorico consentirebbe di stimare l’impatto dell’agricoltura sostenibile ed ecocompatibile sulla dieta umana. «L’idea originale di TOMACOP è stata concepita da Paco Romero, borsista MSCA, che ha ricoperto in egual misura il ruolo di partecipante e supervisore allo sviluppo del progetto», aggiunge Lafuente.

Svelare l’impatto della carenza di rame

«Abbiamo rilevato che la risposta allo stress dovuto alla carenza di rame viene regolata in modo diverso dai tessuti vegetali studiati (ossia radici, fusto, foglia e frutto)», osserva Romero. TOMACOP ha inoltre scoperto che coltivando piante di pomodoro in condizioni di carenza di rame si esercita un impatto elevato sulla suscettibilità del frutto a sviluppare un disturbo fisiologico noto come spacco del frutto. Questa fisiopatia si manifesta con fratture nella buccia o nella cuticola e rende impossibile la commercializzazione del frutto in termini di aspetto, oltre a ridurne la durata di conservazione e aumentarne la suscettibilità all’infezione fungina. «Questo disturbo è comune in numerose colture e la resistenza allo spacco del frutto è stata inserita dai coltivatori tra i tratti desiderabili nelle piante da loro coltivate», sottolinea Romero. Sottoposti alle condizioni sperimentali del progetto, i pomodori raccolti da piante ben irrigate ma soggette a carenza di rame hanno mostrato un’incidenza molto più elevata di spacco del frutto rispetto a quelli raccolti dalle piante di controllo, coltivate in condizioni di contenuto di rame ottimali (70 % contro il 15 %). «Si tratta della prima volta in cui è stata dimostrata l’importanza di questo micronutriente in tale disturbo. Pertanto, la carenza di rame emerge quale strumento sperimentale volto a provocare in modo sistematico e riproducibile lo spacco del frutto, il che consentirà di studiare i meccanismi coinvolti nella regolazione di questo disturbo in un ambiente in cui le fluttuazioni dell’acqua non rappresentano la causa della sua incidenza», conferma Romero.

Guardare alle nuove possibilità offerte dal futuro

I risultati di TOMACOP hanno aperto diverse linee di ricerca. «Per esempio, ci stiamo avvicinando alla comprensione dei meccanismi molecolari attraverso cui l’omeostasi di rame si lega alla suscettibilità all’infezione da agenti patogeni e allo spacco del frutto. Entrambi questi fattori esercitano un forte impatto sulla commerciabilità del frutto e sull’accettazione da parte dei consumatori, nonché sui rifiuti alimentari», conclude Romero. Inoltre, una volta completata la valutazione degli effetti di una coltivazione priva di fertilizzanti a base di rame e senza impiego di pesticidi sul valore nutrizionale e sulle prestazioni successive al raccolto del pomodoro, il progetto intende fornire soluzioni incentrate sulla riduzione degli effetti dannosi derivati da questo tipo di agricoltura ecocompatibile.

Parole chiave

TOMACOP, spacco del frutto, carenza di rame, piante di pomodoro, fertilizzanti a base di rame, nutrizione del frutto

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