1.1.6 Metaboliti secondari

B 10 BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE, GENETICA AGRARIA - CELLULE, PIANTE, COLTURE 1.1.6 Metaboliti secondari. Con il termine prodotti o metabolici secondari si indicano tutti quei composti sintetizzati dalle piante, che non partecipano direttamente alle principali reazioni delle vie metaboliche di base, ma sono tuttavia fondamentali permettendo la sopravvivenza e la riproduzione dei vegetali in particolari condizioni ambientali. Questi composti appartengono alle categorie dei fenoli, dei terpeni e degli alcaloidi e annoverano sostanze derivanti dal metabolismo dei lipidi e dei composti azotati. I fenoli sono sostanze che presentano un anello aromatico con almeno una funzione ossidrilica; la maggior parte dei composti fenolici viene sintetizzata attraverso la via dell acido scichimico che produce gli amminoacidi aromatici fenilalanina e triptofano. Attraverso questa via vengono prodotti composti, detti fenil-propanoidi, quali i precursori della lignina e i flavonoidi. La lignina è, dopo la cellulosa, la molecola organica più rappresentata sulla Terra ed è un elemento strutturale fondamentale per garantire la stabilità e il sostegno dei vegetali permettendo il trasporto dell acqua assorbita dalle radici all apparato aereo. I flavonoidi sono importanti come composti di attrazione per gli impollinatori o i disseminatori del polline (antociani) e come sostanze di difesa dai patogeni (fitoalessine). Polimeri di acidi fenolici, quali i tannini, rappresentano sostanze deterrenti soprattutto nei confronti degli erbivori. I terpeni o terpenoidi sono polimeri costituiti da unità a cinque atomi di carbonio; svolgono funzioni protettive nei confronti degli erbivori, di difesa dai patogeni (fitoalessine), ma annoverano al loro interno anche molecole con funzioni primarie quali ormoni vegetali (acido abscissico e gibberelline) e steroli, importanti componenti della membrana cellulare. Vengono classificati in funzione della complessità molecolare in: emiterpeni (5 C); terpeni (10 C, es. mentolo); sesquiterpeni (15 C, farnesolo, fitoalessine, acido abscissico); diterpeni (20 C, fitolo, gibberelline); triterpeni (30 C, steroli e derivati quali saponine e glicosidi cardiaci); tetraterpeni (40 C, caroteni, xantofille). Gli alcaloidi sono così chiamati per la caratteristica basicità dovuta alla presenza dell azoto nell anello aromatico; derivano per carbossilazione da numerosi amminoacidi e svolgono funzione di difesa dagli erbivori, ma costituiscono anche un importante riserva di azoto. Le categorie più diffuse di alcaloidi sono quelli tropanici che derivano da ornitina (es. cocaina e nicotina), quelli indolici derivanti da triptofano (es. stricnina, vindolina e vincristina) e quelli isochinolinici derivati da fenilalanina (es. morfina). Questi composti rivestono una notevole importanza anche per le loro applicazioni mediche nella terapia del dolore e come agenti antitumorali. Il metabolismo azotato produce altri composti con funzioni di difesa e riserva (amminoacidi non proteici, ammine, glucosidi cianogenetici e glucosinolati) e con funzioni primarie nei processi biochimici e fisiologici dei vegetali (basi puriniche e pirimidiniche, coenzimi e fitormoni quali auxine, citochinine ed etilene). 1.2 Struttura della cellula vegetale. La cellula vegetale eucariotica è costituita da un insieme di organelli la cui struttura è strettamente connessa alla funzione e regolata in modo da costituire un sistema armonicamente integrato nel tessuto, nell organo e più in generale nell intero organismo. Le cellule vegetali variano considerevolmente per dimensione, forma e struttura. Alcune sono biologicamente inattive, come quelle dello xilema. Le cellule parenchimatiche, che costituiscono generalmente circa l 80% delle cellule della pianta, sono invece metabolicamente attive.

SEZIONE B
SEZIONE B
BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE...
La Botanica è la scienza che studia le forme di vita del mondo vegetale e ne analizza i rapporti ecologici attraverso diverse branche: ad esempio, la citologia studia la cellula vegetale e le sue funzioni; l’istologia si occupa dei tessuti; l’anatomia analizza gli organi; la genetica controlla la trasmissione dei caratteri di generazione in generazione; la fitosociologia e l’ecologia cercano di individuare i rapporti dei vegetali, fra loro e con gli altri viventi. A sua volta, ciascuna branca focalizza alcuni particolari aspetti del mondo vegetale: le modalità nutrizionali o riproduttive, la distribuzione geografica, i possibili utilizzi in altri campi (scientifico, farmaceutico, alimentare, ecc.).Le conoscenze botaniche, evolutesi nel contesto della stessa evoluzione umana, sono particolarmente importanti per le applicazioni in campo agronomico poiché rappresentano una delle fondamentali basi scientifiche sulle quali costruire e articolare buona parte dei saperi orientati alla produzione agraria. La pianta, sia che abbia avuto origine dall’incontro dei due gameti, maschile e femminile, con formazione del seme, o dalla moltiplicazione di una porzione di pianta, per esempio da una talea d’innesto, o ancora da un insieme di cellule meristematiche attraverso la tecnica della micropropagazione in vitro, rappresenta sempre il punto focale della disciplina agronomica.In questa Sezione B del Manuale dell’Agronomo sono poi sviluppati e approfonditi anche tutti gli aspetti legati alla Genetica agraria (dalle conoscenze consolidate della genetica mendeliana alla genetica molecolare, all’ingegneria genetica, all’analisi del genoma). Oltre ai contenuti di carattere generale, sono trattati separatamente, in parallelo, i due settori di applicazione del miglioramento genetico in campo agrario: quello vegetale e quello animale per l’ambito applicativo zootecnico. Coordinamento di SezionePaolo CecconRealizzazione e collaborazioniPaolo Ceccon, Elio Cirillo, Maurizio Cocucci, Stefania Dall’Olio, Adalberto Falaschini, Maria Nives Forgiarini, Marcello Guiducci, Carlo Lorenzoni, Adriano Marocco, Roberto Pinton, Aldo Pollini, Domenico Ugulini