ACIDO ABSCISSICO

STRUTTURA CHIMICA E BIOSINTESI

L’acido abscissico è sintetizzato praticamente in tutte le cellule che contengono cloroplasti o amiloplasti, ma in maggior quantità nelle foglie, nelle radici e negli steli. Lo stimolo principale alla sintesi e liberazione dell’ABA è lo stress idrico.

EFFETTI

Sebbene il suo nome faccia riferimento al fenomeno della abscissione, l’ABA è principalmente un ormone di dormienza. I suoi effetti sono opposti a quelli delle citochinine, e possono essere antagonizzati dalle gibberelline.
Tra i suoi effetti si ricordano:

• Inibizione della distensione cellulare mediante un blocco dell’estrusione auxino-mediata di H+ nella parete cellulare
• Stimolazione della dormienza delle gemme
• Stimolazione della chiusura stomatica

• Stimolazione dell'abscissione (il mediatore di questo effetto sembra essere in realtà l’etilene)
• Soppressione della crescita delle foglie
• Aumento del flusso di acqua dentro le radici
• Induzione dell’accrescimento radicale
• Stimolazione della formazione di radici laterali
• Soppressione del viviparismo
• Stimolazione della produzione di proteine di riserva
• Inibizione della germinazione: l’ABA inibisce la sintesi di enzimi idrolitici che sono fondamentali per la degradazione delle sostanze di riserva del seme; siccome l’ABA è solubile in acqua, spesso un buon risciacquo del seme è sufficiente a far percolare via l’ormone dai tegumenti e consentire la germinazione

Questi effetti antagonistici dell’ABA sulle radici e sulle foglie causano la riduzione dell’area fogliare e l’aumento dell’area delle radici deputata all’assorbimento dell’acqua: ciò aiuta la pianta a sopravvivere in condizioni di siccità.

ETILENE

STRUTTURA CHIMICA E BIOSINTESI

Gli effetti di etilene sulle piante erano conosciuti molto tempo prima della scoperta dell’auxina. Alla fine del 1800, quando le strade di notte erano illuminate con luci a gas, era già stato osservato che le foglie sugli alberi cresciute nei pressi di perdite di gas tendevano a cadere prematuramente. Nel 1901, Dimitry Neljubov dimostrò che il responsabile di questo fenomeno era l’etilene.

L’etilene è un alcheno allo stato gassoso. L’aminoacido metionina è stato identificato come il suo precursore. Sembra che l’etilene venga prodotto sulla membrana cellulare, da cui poi viene rilasciato. La sua diffusione a distanza è resa possibile dalla sua volatilità.
Le più alte produzioni di etilene avvengono in tessuti senescenti o in frutti in via di maturazione, ma tutti gli organi delle piante superiori sono in grado di sintetizzarlo.

Ad esempio, quando vengono esposti a stress fisici, termici, idrici, eccetera, i tessuti vegetali aumentano di numerose volte la loro produzione di etilene nell'arco di 25-30 min. Uno degli stimoli più efficaci nel rilascio dell’etilene è l’anaerobiosi radicale. In condizioni di eccesso idrico del terreno, le radici, trovandosi in ambiente anaerobico, sintetizzano un precursore dell’etilene (chiamato ACC) che viene trasportato, attraverso lo xilema , alla parte aerea, dove viene convertito aerobicamente ad etilene.

EFFETTI

L’etilene è considerato in generale un ormone di senescenza, come l’acido abscissico, probabilmente attraverso un’azione antagonista nei confronti delle auxine. Tra le sue funzioni si ricordano:

• inibizione della crescita cellulare espansiva
• inibizione dell’allungamento degli organi, in particolare dei cauli
• accorciamento degli internodi
• riduzione della velocità di allungamento delle pianticelle e aumento dell'espansione laterale
• epinastia, ovvero curvatura delle foglie verso il basso, mediante una crescita più rapida della parte superiore dei piccioli rispetto a quella inferiore.
• filloptosi
• stimolazione della senescenza fogliare
• stimolazione dell’abscissione

• sviluppo di spazi aerei nelle piante sommerse
• allungamento verticale nelle piante acquatiche
• emissione di radici laterali o avventizie
• determinazione del sesso nelle Cucurbitaceae: alti livelli di gibberelline portano alla mascolinità, mentre alti livelli di etilene portano alla femminilità.
• stimolazione della maturazione dei frutti climaterici (mele, banane, avocado, pomodori, eccetera): degradazione della clorofilla, deposizione di pigmenti (xantofille, carotenoidi), dissoluzione della pectina, sintesi di zuccheri
• stimolazione della germinazione

APPLICAZIONI

I fitoregolatori ispirati all’etilene, come ad esempio l’ethephon, vengono usati al fine di:

• Accelerare la maturazione dei frutti di mela e pomodoro
• Causare il viraggio della colorazione verde degli agrumi
• Sincronizzare la fioritura e la formazione dei frutti nell'ananas
• Accelerare l'abscissione dei fiori e dei frutti
• Causare l'allungamento dei frutti e la loro caduta nel cotone, nel ciliegio e nel noce
• Promuovere l'espressione sessuale femminile nel cocomero
• Prevenire l'autoimpollinazione
• Inibire l'accrescimento terminale di alcune piante, promuovendo invece l'accrescimento laterale
• Portare a fioritura compatta

Le strategie di stoccaggio, sviluppate per inibire la produzione di etilene e per promuovere la conservazione dei frutti, sono basate sul mantenimento di basse concentrazioni di ossigeno e basse temperature, che inibiscono la biosintesi dell'etilene. Il KMnO4 è un efficace assorbente di etilene e può ridurre notevolmente la sua concentrazione nelle aree di stoccaggio di mele, aumentando sensibilmente la conservazione dei frutti. L’amminoetossivinilglicina (ABG) è un inibitore della sintesi dell’etilene e viene usata in pre-raccolta per ritardare la cascola e la maturazione dei frutti su pomacee e pesco.

PROPOSTA COMMERCIALE

Il laboratorio di ricerca della SKL Biosynthesis ha messo a punto uno specifico formulato a base di aminoacidi vegetali ad alto contenuto di metionina: XXXXXX. Tale prodotto commerciale è risultato in grado di stimolare la pianta a produrre naturalmente l'etilene.