“Sweet Immunity": resistenza indotta da zuccheri solubili e sue possibili applicazioni pratiche

di Silverio Pachioli

Introduzione
Nel corso della loro evoluzione tutte le piante hanno elaborato un “sistema immunitario” complesso che consente loro di ridurre gli effetti negativi da stress abiotici (anomalie edafico ambientali) e biotici (microrganismi patogeni, insetti). A differenza dei sistemi immunitari animali, costituiti da linfociti ed anticorpi, quelli vegetali, che potremmo definire “fitoimmunitari”, si distinguono per la complessità delle molecole di difesa prodotte in risposta allo stress.
Le strategie difensive vegetali conducono a modificazioni  dell’attività metabolica delle cellule, che si traducono in una cascata di reazioni destinate a rallentare la progressione dei patogeni e i danni causati da essi. Nelle piante si ritrovano due tipologie di resistenza: resistenza passiva, che implica barriere preformate e costitutive;  resistenza attiva legata a composti di neoformazione in risposta allo stress.
I processi di riconoscimento dei patogeni da parte delle piante sono mediati da particolari strutture molecolari definite “Microbe-Associated Molecular patterns” (MAMP); anche insetti ed animali erbivori producono composti di riconoscimento definiti “Herbivore-Associated Molecular Patterns” (HAMP).
Il riconoscimento dei MAMP avviene tramite recettori situati sul plasmalemma delle cellule vegetali e denominati “Pattern Recognition Receptors” (PRR).
Nella pianta vi possono essere anche segnali molecolari provenienti dalla pianta stessa a seguito di infestazioni e/o danneggiamenti meccanici (es. porzioni di parete cellulare); questi segnali sono detti “Damage-Associated Molecular Patterns” (DAMP). MAMP, HAMP e DAMP vengono indicati, complessivamente, come ELICITORI, ossia segnali percepiti dalla pianta ospite come “presenza di patogeni” e capaci di innescare risposte difensive che coinvolgono, principalmente, tutti i principali ormoni della pianta: acido jasmonico, acido salicilico, acido abscissico, etilene. Gli elicitori appartengono, in generale, a varie famiglie biochimiche tra cui carboidrati, lipidi, glicopeptidi, glicoproteine, ecc.

Zuccheri solubili nella risposta a stress abiotici e biotici

Gli zuccheri solubili (glucosio, fruttosio, saccarosio, raffinosio, ecc.) rivestono un ruolo essenziale nello sviluppo e nel funzionamento delle cellule viventi; di recente è stata messa in evidenza un’altra funzione fondamentale come molecole di segnalazione/comunicazione.
Diversi studi hanno descritto la capacità di alcuni oligosaccaridi di indurre i sistemi di difesa delle piante, arrivando a definire il concetto di “Sweet Immunity” o “Sugar Enhanced Defence”. L’esatto meccanismo con cui le piante percepiscono gli zuccheri è molto complesso e deve essere ulteriormente indagato; in molti casi sono implicate le esochinasi, anche se vi sono percorsi indipendenti da queste (es. il saccarosio ed altri disaccaridi sembrano essere percepiti a livello della membrana plasmatica). (Granot et al., 2013).
Il progetto USAGE (20122014) e, più recentemente, SWEET (2016-2019) mirano a comprendere i meccanismi di difesa legati agli zuccheri e a testare applicazioni fogliari di infradosi di questi per rinforzare e accelerare  i processi di Sweet Immunity (Sylvie Derridj, INRA).
Fra gli esempi di applicazione si possono citare i lavori effettuati sulla piralide del mais, carpocapsa delle mele, peronospora delle vite, botrite su lattuga, ecc.
Su carpocapsa (Cydia pomonella L.) risultati di 5 anni di prove (melo), in diversi Paesi, con saccarosio o D-fruttosio (dosi di 10 e 100 ppm in 1.000 e 1.200 litri di acqua)  hanno rilevato un’efficacia Abbott rispetto al testimone non trattato variabile dal 20 al 60% (media: 40%16%) (S. Derridj et al., 2011). Su piralide del mais (Ostrinia nubilalis L.) applicazioni di saccarosio (10 ppm) e fruttosio (0,1 ppm) hanno permesso di ridurre gli attacchi, rispettivamente, del 30 e 43%.(S. Derridj et al., 2011).
Su vite il fruttosio a 100 ppm ha permesso di ridurre il dosaggio di rame in annate a media intensità della malattia. L’irrorazione di lattughe con  inulina di bardana o di cicoria (1- 5g l.1) ha dimostrato che i fruttani possono indurre con successo risposte difensive contro Botrytis cinerea legate alla produzione di acqua ossigenata e mediate dall’etilene.
Gli zuccheri solubili sono altresì implicati in processi di osmoregolazione e come antiossidanti nei sistemi di detossificazione di radicali liberi prodotti  a seguito di stress abiotici (es. siccità, fotoossidazione, alte temperature)

Conclusioni
L’utilizzo di applicazioni fogliari di infradosi di zuccheri dovrebbe rientrare, insieme ad altre strategie di difesa,  in un corretto programma di gestione delle malattie delle piante. La complessità degli agroecosistemi e l’influenza di vari fattori suscettibili di modificare la risposta biochimica delle piante (es. stadio di sviluppo, genotipi ospite e patogeno, caratteristiche della fillosfera, ecc.) richiedono ancora approfonditi studi. I recenti successi fanno intravedere una reale applicazione della tecnologia SWEET IMMUNITY in fitoiatria.