2.16.1 Stress da carenza di acqua

B 36 BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE, GENETICA AGRARIA - CELLULE, PIANTE, COLTURE delle condizioni ambientali che lo inducono, possono essere individuate diverse situazioni stressanti, alcune delle quali possono condurre a risposte metaboliche simili. 2.16.1 Stress da carenza di acqua. Quando la pianta spende più acqua con la traspirazione di quanta non riesca ad approvvigionare prima, va in uno stato di deficit idrico e successivamente va in stress idrico. In stress idrico la pianta riduce le perdite di acqua chiudendo gli stomi: ciò provoca uno stress ossidativo dovuto all eccesso di molecole riducenti prodotte nella fase luminosa della fotosintesi, in seguito al quale si attivano meccanismi di protezione atti a dissipare il potenziale riducente, tra i quali la fotorespirazione. Essa inoltre, convertendo molecole polimeriche in monomeriche, incrementa il valore assoluto del potenziale di soluto e quindi il richiamo di acqua; queste molecole possono avere anche un importante significato organolettico. Lo stress idrico si accompagna allo stress termico da alte temperature, in quanto la chiusura degli stomi provoca la riduzione della traspirazione che dissipa calore. 2.16.2 Stress termico. Lo stress da basse temperature è di diverso tipo a seconda che le temperature siano moderatamente basse o tali da produrre il congelamento della pianta. Nel primo caso questo può produrre stress ossidativo nelle foglie a causa dello sbilanciamento tra reazioni chimiche e fotochimiche della fotosintesi. Se invece le basse temperature sono tali da provocare il congelamento, la situazione è ancora più severa in quanto il cambiamento di volume conseguente può condurre alla rottura delle cellule. Alcune piante sono attrezzate per produrre molecole, principalmente zuccheri o derivati, che riducono la possibilità e i danni da congelamento. Lo stress da alte temperature produce la sintesi di specifiche proteine da stress termico: tali proteine, con funzioni simili alle ciaperonine, possono aumentare la tolleranza delle proteine metaboliche alle alte temperature. 2.16.3 Stress nutrizionali. Sono dovuti sia a eccessi sia a carenze nutrizionali. Le carenze nutrizionali provocano specifiche sintomatologie e in alcuni importanti casi si risolvono con l attivazione di meccanismi specifici capaci di incrementare le disponibilità del nutriente e il suo assorbimento. Eccessi di nutrienti possono ricondurre a carenze di altri nutrienti in caso di competizione tra i trasportatori e in ultima analisi possono, con l incremento del valore assoluto potenziale di soluto nel suolo, produrre una carenza idrica. 2.16.4 Stress da elementi e molecole tossiche. Molecole tossiche possono essere presenti nell atmosfera: per esempio l ozono. Lo stress da ozono è riconducibile a uno stress ossidativo. Lo stress da elementi tossici è dovuto alla loro azione su specifiche funzioni o a un generale effetto dei metalli pesanti sulla catalisi della formazione di specie attive dell ossigeno o sulla azione sui gruppi sulfidrili delle proteine e sulla interferenza con specifiche funzioni regolative cellulari. Le strategie di risposta sono generalmente collegate alla esclusione dalle cellule, alla sintesi di molecole riducenti capaci di detossificare (glutatione) e alla compartimentazione nei vacuoli come molecole libere o legate a specifiche molecole detossificanti. La risposta agli xenobiotici organici è invece legata all incremento della reattività di queste molecole prodotte da specifiche reazioni a livello di membrana e quindi alla loro coniugazione con molecole detossificanti e compartimentazione nei vacuoli.

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