Una recente scoperta nel settore della fisiopatologia vegetale potrà forse essere utile in futuro per migliorare la capacità della frutta e degli ortaggi a resistere ai marciumi, i quali provocano forti perdite di prodotto durante l'immagazzinamento, il trasferimento in nave e la manipolazione.

I marciumi provocati da parassiti fungini danno luogo ad affezioni classificate secondo lo schema del Baldacci, come 'malattie litiche', ovvero provocate dal dissolvimento della lamella mediana (-> dispensa '.pdf'), la quale costituisce un sottile strato posto tra le pareti delle diverse cellule vegetali, costituito di pectine (sostanze note a molti per il fatto di essere contenute nelle marmellate, a cui conferiscono un aspetto gelatinoso, essendo costituite di un reticolo formato di acido poligalatturonico).

Anche in corrispondenza della maturazione del frutto, la parete cellulare si frattura ed il frutto diviene più soffice e saporito, ma contemporaneamente, anche più suscettibile a malattie causate da funghi e batteri.

In questo processo il dissolvimento della lamella mediana avviene per azione dell'enzima poligalatturonasi.

Un altro composto coinvolto nel processo di maturazione sarebbe l'espansina, una proteina di parete individuata negli anni'90, che riveste un ruolo nella distensione cellulare per mezzo di un meccanismo di tipo enzimatico, infatti essa catalizza (promuove) le reazioni che determinano la rottura dei componenti polimeri, che costituiscono la parete della cellula vegetale.

Gli scienziati del Collegio di Scienze Agrarie ed Ambientali dell'Università di Davis – California hanno svolto questo studio per capire se questi due enzimi, la poli-galatturonasi e la espansina, abbiano un qualche ruolo anche nel rendere la frutta in maturazione più suscettibile allo sviluppo di marciumi ed a tale fine hanno utilizzato il pomodoro come pianta da esperimento.

Per testare questo concetto, essi hanno selezionato due varietà di pomodoro geneticamente modificato. Una delle due varietà era stata modificata in modo tale che non potesse più produrre l'enzima poligalatturonasi, mentre l'altra in modo che non potesse più produrre l'enzima espansina. La dott. Powell ha incrociato queste due varietà, ottenendo una varietà che non produceva entrambi gli enzimi.

I ricercatori, che comprendevano il laureato in biologia vegetale Dario Cantu ed il borsista di post-dottorato Ariel Vicente hanno inoculato i pomodori di ciascuna delle due varietà geneticamente modificate, così come altri della varietà risultante dall'incrocio, con Botrytis cinerea, un comune fungo che causa marciume in molte colture da frutto ed ortaggi. Anche i pomodori di un gruppo con funzione di 'controllo' (la cui produzione di enzima non era stata alterata), sono stati inoculati con il fungo.

Il gruppo di ricerca ha determinato che i pomodori prodotti dalle piante, che erano state geneticamente modificate per sopprimere la produzione di solo uno degli enzimi della parete cellulare, mantenevano inalterata la loro sensibilità al fungo. Mentre quando entrambi gli enzimi, nella varietà da incrocio, erano mancanti, le pareti cellulari delle bacche non si fratturavano prontamente, in corrispondenza della maturazione ed i pomodori erano molto meno suscettibili all'infezione provocata dal fungo Botrytis cinerea.

Riferisce quindi la Dott.Powell: 'Si dimostra in questo modo che i due enzimi collaborano in modo tale che la parete cellulare si frammenti e renda i frutti più sensibili a patogeni come la muffa grigia, causata da questo fungo'.

Ella nota inoltre che: 'La cosa più interessante è che questo processo si verifica ad uno stadio dello sviluppo che permette sia alla pianta che al patogeno di portare a completamento la riproduzione con successo'. E aggiunge: 'Questo tempismo conveniente e mutuamente benefico può essersi probabilmente originato dalla co-evoluzione tra il frutto ed il suo corrispondente patogeno'.

Hanno collaborato a questo studio con la Dott.Powell, Cantu, e Vicente, i ricercatori professionisti Molly Dewey, precedentemente attiva presso il Collegio Universitario di Davis e la Università di Oxford; il ricercatore Carl Greeve ed i professori di scienze vegetali John Labavitch e Alan Bennett.

Lo studio è stato sovvenzionato da una borsa di studio dell'Accademia Nazionale delle Scienze ed i risultati sono stati riportati nel numero del 22 gennaio degli atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze.

Cantu è stato supportato dal Dipartimento di Scienze Vegetali presso il Collegio Universitario di Davis, e Vicente è stato supportato dalla Commissione Fulbright e dal Consiglio Nazionale delle Ricerche Scientifiche e Tecniche dell'Argentina.