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Ethylene and Grape Berry Ripening Nathalie Mailhac and Christian Chervin 2006 – Stewart Postharves Review.

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Presentazione sul tema: "Ethylene and Grape Berry Ripening Nathalie Mailhac and Christian Chervin 2006 – Stewart Postharves Review."— Transcript della presentazione:

1 Ethylene and Grape Berry Ripening Nathalie Mailhac and Christian Chervin 2006 – Stewart Postharves Review

2 Ethylene in ripening La generica classificazione dei frutti attraverso la netta suddivisione in climaterici e non climaterici ha evidenziato da alcuni anni a questa parte alcune nuove osservazioni che mostrano un complesso di interazioni in particolare nel sistema di percezione e biosintesi delletilene nel corso della maturazione dei frutti e delluva in particolare.

3 Ethylene in ripening Una buona parte dei meccanismi che sono coinvolti nel metabolismo delletilene sono oggi conosciuti. Numerosi geni che codificano per ACS e ACO sono oggetto di studio e sono stati individuati molti segnali che regolano la loro attività in risposta a vari stimoli interni ed esterni, siano questi biotici (attacco patogeno) che abiotici (ferite, ipossia, ozono, danno da freddo o da congelamento, ecc.).

4 Ethylene in ripening Brummel et al. (2005) hanno di recente mostrato una review in cui si conferma lesistenza del sist.1, autoinibitorio responsabile dello sviluppo non climaterico dei frutti immaturi, con basso livello di etilene e del sist.2, autocatalitico, con una massiva produzione di etilene tipica dei frutti climaterici. Tuttavia la transizione dal sist.1 al sist.2 non è ancora definita e necessita di ulteriori approfondimenti per la comprensione dei meccanismi che la regolano.

5 Sintesi di etilene ed abscissione della bacca duva Hilt e Bessis (2003) hanno mostrato in uva una relazione diretta tra la sintesi delletilene e labscissione dei frutticini nel corso della fioritura, indicando che questa molecola ricopre un ruolo importante in questo come in altri aspetti metabolici del ciclo vitale del frutto. In ogni caso la questione del ruolo svolto dalletilene nella maturazione delluva risulta ancora irrisolta.

6 Stato dellarte: la maturazione delluva La crescita delluva avviene attraverso due curve di tipo sigmoide intervallate da una fase di lag, la seconda fase corrisponde invece al ripening. Nella prima fase di crescita e distensione cellulare lacqua è principalmente traslocata attraverso i vasi xilematici. In questa fase si accumulano ac. tartarico e ac. malico.

7 Stato dellarte: la maturazione delluva Nella seconda fase (ripening) si ha una ulteriore espansione delle cellule del pericarpo ed intervengono molteplici cambiamenti fisiologici e biochimici che definiscono la qualità finale delluva. Quando luva raggiunge lo stato di veraison (invaiatura) inizia la maturazione: accumulo zuccheri, sintesi di antociani su polpa e buccia,catabolismo ac. organici, sintesi aromi, ecc. (Robinson e Davies, 2000; Coombe e Mc Carthy, 2000).

8 Stato dellarte: la maturazione delluva In merito alla traslocazione dei soluti e degli zuccheri in questa fase i vasi xilematici si riducono molto, mentre quelli floematici divengono il principale mezzo di passaggio del flusso. Sono stati evidenziati studi contrastanti per quanto riguarda la presenza o assenza delletilene allinizio della maturazione: Coombe e Hale (1973) non hanno rivelato nessun incremento di etilene allinizio del ripening, mentre Allowed e Koch (1977) hanno osservato il contrario.

9 Stato dellarte: la maturazione delluva Chervin et al.(2004), molto più di recente, hanno però confermato la presenza di etilene allinizio della maturazione delluva in pianta madre ed, in particolare, questo è accumulato come MACC nei vacuoli. Altri interessanti effetti sulla maturazione e sullo stimolo della sintesi di etilene sono stati evidenziati attraverso trattamenti con ETOH da Beaulieu e Saltveit (1997) e da Chervin et al. (2002). Questi ultimi attraverso trattamenti con ETOH formulato in spray al 5% in acqua, allo stadio di invaiatura.

10 Etilene e colore delluva I primi studi negli anni 70 hanno mostrato che trattamenti con CEPA (ethephon) a conc. di ppm in vigneto accelera la maturazione e la sintesi degli antociani (Hale et al, 1970). Altri studi successivi hanno confermato queste osservazioni in cultivars diverse. Recentemente El Keramy et al. (2003) hanno verificato che il trattamento con ethephon stimola lespressione genica del metabolismo degli antociani per lungo tempo, fino ad oltre giorni dallinizio del trattamento, confermando i dati indicati da Coombe e Hale (1973) che avevano evidenziato parecchi anni prima una risposta analoga dopo trattamento con etilene esogeno.

11 Etilene e colore delluva Questo incremento delletilene a seguito dei trattamenti indicati risulta raggiungere valori più alti rispetto alle concentrazioni utilizzate nei trattamenti stessi. Ciò indica con certezza una attivazione di un meccanismo di feedback nelluva di tipo autocatalitico, anche se non si raggiungono mai i valori di etilene propri dei frutti climaterici. Unaltra osservazione, ad ulteriore conferma di queste tesi, è che trattamenti con 1-MCP durante linvaiatura inibiscono laccumulo di antociani (Chervin et al, 2000).

12 Etilene e colore delluva E stato mostrato anche leffetto positivo di trattamenti con ETOH sulle uve con uno stimolo dellevoluzione delletilene e dellaccumulo di antocianine (Chervin et al, 2001). El Keramy et al, (2002) hanno codificato un gene che, regolato dal trattamento con ETOH, stimola lattività della UDP-glucosioflavonoid- glicosil trasferasi coinvolta nel metabolismo degli antociani.

13 Etilene e flusso vascolare Trattamenti con 1-MCP limitano il normale aumento di volume della bacca nel corso della fase di ripening. In particolare leffetto di questo inibitore è maggiore allinizio della fase di ripening, quando la produzione di etilene aumenta e si innescano i vari metabolismi (Chervin et al, 2004). Al contrario, trattamenti con ETOH causano laumento in volume della bacca (incremento del flusso vascolare floematico) -Chervin et al, Ethephon ad alte concentrazioni inibisce però laumento di volume delluva.

14 Etilene e acidità Letilene induce una riduzione dellacidità in uva. Già nel 1974, Weaver e Montgomery avevano osservato che trattamenti con ethephon causavano decremento della conc. di ac. malico e tartarico. Chervin et al, (2000) hanno osservato che trattamenti con 1-MCP determinano una debole riduzione di acidità che perdura fin oltre la fase di ripening. Sempre Chervin et al, (2002) hanno evidenziato in uve Cabernet Sauvignon che il trattamento con ETOH, stimolando letilene, determina una forte diminuzione di acidità, a carico in particolare dellac. malico.

15 Etilene e aroma Letilene stimola una specifica ADH di Vitis vinifera implicata nei processi di maturazione delluva (Tesniere et al, 2004) In questo lavoro gli stessi autori hanno indicato che il metabolismo di trasduzione delletilene potrebbe essere parzialmente coinvolto nella regolazione della espressione della ADH delluva. Unaltra osservazione verificata ha mostrato che trattamenti con 1-MCP hanno causato una parziale inibizione dellattività del gene VvADH2 che codifica per lalcool deidrogenasi.

16 Etilene e aroma A proposito degli effetti dellADH sui tessuti vegetali sono note le molteplici varietà di funzioni mostrate: detossificazione, risposta agli stress e regolazione dellequilibrio aldeidi/alcool che è fortemente implicato nei cambiamenti del profilo aromatico.

17 Conclusioni Tutte le osservazioni indicate suggeriscono che vi sia una via comune di risposta al segnale delletilene sia nei frutti climaterici come in quelli non climaterici. La sola distinzione potrebbe essere basata sulla differente sensibilità posseduta dai recettori delletilene in risposta al livello di produzione di etilene necessaria per innescare il processo; oppure vi potrebbero essere alcuni meccanismi ancora sconosciuti che regolano lazione autocatalitica in alcuni frutti non climaterici.


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