Qui alla Nell'agricoltura moderna la posta in gioco è molto alta.Produrre cibo di qualità, ridurre le perdite e farlo nel rispetto dell'ambiente e della salute delle persone, promuovendo al contempo adattamento naturale alla siccitàIl problema è che gli strumenti chimici tradizionali sono sempre più limitati, generano resistenza nei patogeni e, inoltre, non sono adatti alle nuove esigenze di sostenibilità.
In tale contesto, Gli elicitori naturali sono diventati una delle grandi risorse per gestire parassiti, malattie e stress senza ricorrere in modo massiccio ai pesticidi sintetici. Invece di uccidere direttamente il patogeno, questi composti "addestrano" la pianta, attivandone il sistema di difesa e preparandola a rispondere meglio a funghi, batteri, virus, insetti o fattori abiotici come siccità, freddo o salinità.
Cosa sono gli elicitori naturali e perché sono così interessanti?
Quando parliamo di elicitori, ci riferiamo a molecole capaci di innescare le difese interne delle piantePossono essere derivati da estratti vegetali, funghi, batteri, pareti cellulari, metaboliti secondari, fitormoni o persino composti inorganici e stimoli fisici. Non sono fertilizzanti o fungicidi convenzionali, sebbene ne esistano alcuni. fungicidi naturali impiegato nei semenzai e nella gestione ecologica.
Nei casi in cui agiscono come intermediari nel riconoscimento dei patogeni delle pianteSi legano a specifici recettori sulla membrana plasmatica e, da lì, innescano una cascata di segnali che influenza l'espressione di centinaia di geni correlati alla difesa. Il risultato è uno stato di "allerta immunitaria" che spesso si estende oltre il punto di applicazione iniziale.
In base alla loro origine, gli elicitori vengono solitamente classificati in endogeno ed esogenoI composti endogeni sono frammenti o molecole generati all'interno della pianta stessa, come frammenti di parete cellulare rilasciati in seguito a danni o stress. I composti esogeni provengono da agenti patogeni (frammenti di funghi, batteri, virus), microrganismi benefici, estratti botanici o sostanze chimiche applicate dall'esterno.
Un altro criterio comunemente utilizzato è la sua natura: elicitori biotici e abioticiI fattori biotici includono carboidrati complessi nelle pareti cellulari, oligosaccaridi, proteine, enzimi e acidi grassi come l'acido arachidonico. I fattori abiotici comprendono sali metallici, radiazioni UV, basse temperature, composti inorganici come il silicato di sodio e gas come ozono e CO₂.2 e persino trattamenti fisici come il calore o la luce pulsata.
L'importante è che, dopo l'azione di un elicitore, la pianta entri in uno stato di Resistenza sistemica acquisita (SAR) o resistenza sistemica indotta (ISR)In questo stato, i meccanismi di difesa vengono attivati o "precaricati", cosicché quando arriva il patogeno vero e proprio, la risposta è più rapida, più intensa e più efficace, anche negli organi che non sono stati trattati direttamente.
Come funziona l'immunità indotta: SAR, ISR e principali percorsi ormonali
Le difese delle piante sono organizzate su due livelli principali: difese preformate (costitutive) e difese indotteQuelle preformate sono quelle barriere fisiche e chimiche che sono già "standard": cuticola cerosa, spessore dell'epidermide, tricomi, composizione della cuticola, caratteristiche degli stomi e delle lenticelle, o presenza di sostanze come terpeni, alcaloidi, fenoli o saponine.
Le difese indotte si attivano solo quando la pianta rileva un attacco o uno stimolo di stress. In quel momento, il cosiddetto reazione di ipersensibilità (HR), una morte cellulare localizzata nel punto di infezione, guidata da rapidi cambiamenti nel flusso di ioni, fosforilazioni/defosforilazioni e una forte produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) come H2O2 e radicale superossido, insieme a un aumento dell'ossido nitrico (NO).
Questa reazione limita l'avanzata del patogeno ed è accompagnata dalla sintesi di Fitoalessine e altri metaboliti difensiviTra questi, fenoli, lignina, tannini, flavonoidi, glucosinolati, glucanasi, chitinasi, lectine, terpeni, alcaloidi e saponine, tra gli altri. Nelle piante resistenti agli insetti, si accumulano anche composti che interferiscono con la crescita e la fertilità dei parassiti.
Gli elicitori sfruttano proprio questo sistema: Simulano la presenza di un attacco senza che l'agente patogeno causi effettivamente danni.In questo modo, la pianta attiva in anticipo i suoi meccanismi di difesa e riduce la sua futura vulnerabilità. Pertanto, si raccomanda di applicare il trattamento induttore prima dell'arrivo del patogeno e di seguirlo Consigli per evitare gli attacchi dei parassitinon quando la malattia è già completamente conclamata.
I fitormoni svolgono un ruolo fondamentale in tutto questo processo. Le due vie più studiate sono quelle di acido salicilico (SA) e acido jasmonico (JA)A questi si aggiungono l'etilene e, in situazioni di stress abiotico, l'acido abscissico (ABA). L'AS è strettamente correlato alla SAR, soprattutto contro i patogeni biotrofici; l'AJ e l'etilene sono maggiormente associati alla difesa contro i patogeni necrotrofici e gli erbivori.
L'equilibrio tra entrambi i percorsi è fondamentale: Un'eccessiva segnalazione AS può rendere la pianta più vulnerabile agli insettiMentre l'iperattivazione dell'AJ può ridurre la resistenza a certi patogeni e penalizzare la crescita, poiché le risorse vengono dirottate verso la difesa piuttosto che verso la produzione di biomassa.
Ecco perché i prodotti commerciali di nuova generazione, soprattutto quelli di origine naturale, sono formulati per modulare in modo equilibrato i percorsi AS, AJ ed etilenecercando una protezione globale senza ostacolare il vigore o la produttività del raccolto.
Complessità nell'uso degli elicitori: dose, miscela e ambiente
Usare gli elicitatori non è così semplice come applicare un fungicida di contatto e dimenticarsene. Affinché funzionino correttamente, sono essenziali alcune precauzioni. regolare correttamente la dose e il tempo di applicazioneDosi troppo basse potrebbero non attivare sufficientemente le difese, mentre dosi troppo elevate potrebbero causare una risposta sproporzionata che compromette la crescita o provoca fitotossicità.
Dobbiamo anche considerare la loro compatibilità con altri prodotti nel programma di gestioneAlcuni elicitatori possono perdere efficacia se miscelati con determinati pesticidi o fertilizzanti o, al contrario, possono interferire con l'azione di altri trattamenti. Controllare le etichette, condurre test preliminari e chiedere consulenza tecnica sono fondamentali per evitare i parassiti sulle piante e massimizzare l'efficacia.
Le Le condizioni ambientali al momento del trattamento hanno un'influenza significativaTemperatura, umidità relativa, radiazione solare e stato idrico delle colture influenzano l'assorbimento, la traslocazione e la risposta fisiologica. Lo stesso prodotto può produrre risultati eccellenti in un contesto e mediocri in un altro se queste variabili non vengono prese in considerazione.
Altrettanto importante è il follow-up. Idealmente, l'uso di elicitori dovrebbe essere accompagnato da un attento monitoraggio. monitoraggio visivo e, ove possibile, analisi di laboratorio per verificare eventuali cambiamenti nei metaboliti difensivi, negli enzimi antiossidanti o nei parametri di qualità. Ciò semplifica la regolazione del dosaggio, della frequenza e della combinazione con altre pratiche di gestione.
È importante ricordare che gli elicitori non sono una bacchetta magica: In situazioni di stress intenso o di gestione inadeguata, le difese naturali diminuisconoUn uso eccessivo di prodotti agrochimici sintetici, sbalzi improvvisi di temperatura e umidità, radiazioni estreme o grave siccità possono sopraffare la capacità del sistema immunitario delle piante e ridurre l'efficacia di qualsiasi strategia di induzione della resistenza.
Elicitori naturali in pre e post raccolta: miglioramento e conservazione della qualità
Oltre al controllo diretto delle malattie durante il ciclo colturale, gli elicitori si sono dimostrati strumenti molto interessanti per aumentare il contenuto di composti fitochimici e migliorare la conservazione post-raccoltaNumerosi studi scientifici ne hanno esaminato l'effetto sia quando applicato sul campo sia direttamente sulla frutta già raccolta.
Nel ciliegio, ad esempio, l'uso pre-raccolta di acido ossalico (OA) in varietà come 'Sweet Heart' e 'Sweet Late'Applicato a diverse concentrazioni (0,5, 1 e 2 mM) nei momenti chiave dello sviluppo del frutto (indurimento del nocciolo, inizio del cambio di colore e inizio della maturazione), l'AO ha aumentato le dimensioni, il volume e il peso delle ciliegie, migliorandone anche il colore e la consistenza; la dose più efficace è stata 2 mM.
Questo tipo di trattamento ha portato anche ad un aumento del contenuto di composti bioattivi e potenziale antiossidante Al momento del raccolto, il frutto presenta livelli più elevati di antocianine, flavonoidi e derivati dell'acido clorogenico. Molti di questi composti sono direttamente correlati all'aspetto estetico del frutto e ai benefici per la salute del consumatore.
Nelle prugne di varietà come 'Black Splendor' e 'Royal Rosa', l'acido ossalico e altri elicitatori naturali come metil jasmonato (JaMe), acido salicilico (AS), acido acetilsalicilico (AAS) e salicilato di metile (SaMe) Hanno anche mostrato risultati molto positivi. Sono stati applicati in varie fasi di sviluppo e a diverse concentrazioni, selezionando successivamente quella più efficace per le analisi qualitative e fitochimiche.
Questi studi hanno osservato un aumento della produzione e miglioramento dei parametri qualitativi (peso, consistenza, colore, solidi solubili e acidità totale) sia al momento della raccolta che dopo lunghi periodi di conservazione a freddo. Inoltre, sono stati mantenuti livelli più elevati di fenoli totali, antociani, carotenoidi e acido ascorbico, insieme a una maggiore attività di enzimi antiossidanti come perossidasi (POX), catalasi (CAT) e ascorbato perossidasi (APX).
Nei carciofi, l'applicazione pre-raccolta di AO e JaMe nella varietà 'Blanca de Tudela' ha avuto effetti simili: percentuale più alta di teste di prima classeUn aumento dell'attività antiossidante totale e un contenuto più elevato di acidi idrossicinnamici e luteoline sono stati osservati sia alla raccolta che durante la conservazione a freddo. Un composto specifico, la luteolina 7-O-glucuronide 3-O-glucoside, è stato addirittura identificato per la prima volta nei carciofi.
In particolare, il metil jasmonato ha mostrato un comportamento interessante: Le concentrazioni più basse (0,5 mM) hanno contribuito a rallentare la maturazione e la perdita di peso Nella manipolazione post-raccolta delle prugne, dosi di 2 mM hanno ridotto la produzione di etilene e la respirazione, mentre dosi di 2 mM hanno accelerato il processo di maturazione. Ciò dimostra che la dose influenza non solo l'intensità della risposta difensiva, ma anche la fisiologia della maturazione.
Anche i trattamenti pre-raccolta con AS, AAS e SaMe sui susini hanno migliorato la qualità: maggiore compattezza, maggiore peso e maggiore concentrazione di acidi organici e zucchericosì come fenoli e antociani (come la cianidina 3-O-glucoside e la cianidina 3-O-rutinoside) e carotenoidi. Durante la conservazione, questi frutti trattati hanno mantenuto meglio il loro colore, l'acidità e i composti bioattivi.
Elicitori post-raccolta per ridurre le perdite e gli sprechi chimici
Una delle maggiori preoccupazioni oggi è che Quasi la metà della produzione mondiale di frutta e verdura va persa dopo il raccolto.I funghi sono la causa principale di queste perdite. I fungicidi sintetici sono stati tradizionalmente utilizzati per controllare le malattie durante la conservazione, ma l'uso eccessivo di questi prodotti porta a resistenza, residui negli alimenti e problemi ambientali.
Gli elicitori biologici hanno acquisito importanza come strategia innocua per attivare il sistema di difesa del frutto dopo la raccoltaQuando applicati in trattamenti di immersione, rivestimenti, nebulizzazione o atmosfere modificate, possono innescare la sintesi di metaboliti secondari antimicrobici e antiossidanti, riducendo l'incidenza di malattie e prolungando la durata di conservazione; molte di queste alternative sono incluse nelle raccolte su rimedi tradizionali complementare.
Tra i metaboliti indotti, spiccano i seguenti: composti fenolici, flavonoidi, lignina e fitoalessineQuesti enzimi rafforzano la struttura della parete cellulare, limitano la penetrazione dei patogeni e migliorano la capacità antiossidante complessiva. Allo stesso tempo, l'attività di enzimi chiave come la fenilalanina ammoniaca liasi, la superossido dismutasi, la perossidasi e la polifenol ossidasi aumenta, rallentando la perossidazione lipidica delle membrane e lo stress ossidativo associato alle infezioni.
I frutti rilevano i patogeni attraverso recettori di riconoscimento nella membrana plasmaticaQuesti processi innescano la produzione di ROS, l'attivazione di proteine G, ubiquitina, chinasi, segnalazione del calcio e una complessa rete di ormoni e fattori di trascrizione. Tutto ciò converge sulla regolazione dei geni di difesa, molti dei quali sono stati identificati grazie alle tecnologie omiche.
Studi trascrittomici e metabolomici su avocado trattati con chitosano come elicitore Hanno dimostrato l'attivazione di molteplici vie metaboliche: risposta allo stress, trasduzione del segnale, biosintesi dei fenilpropanoidi e un aumento dei metaboliti secondari coinvolti nella resistenza a Colletotrichum gloeosporioides. Studi simili su mandarini trattati con lipopeptidi ciclici di Bacillus subtilis hanno mostrato un maggiore accumulo di composti bioattivi.
Vari elicitori sono stati testati in altri frutti: Oligochitosano, acido salicilico e lievito Pichia membranaefaciens È stato dimostrato che inducono la via dei fenilpropanoidi, responsabile della biosintesi di polimeri strutturali e pigmenti protettivi. Lieviti antagonisti come Pichia guillermondi o Kloeckera apiculata, applicati alle prugne, hanno controllato con successo Monilinia fructicola, attivando contemporaneamente la produzione di lignina, flavonoidi e fenoli.
Agenti di controllo biologico del genere Anche il bacillo gioca un ruolo importanteCeppi come Bacillus atrophaeus TE7 hanno raggiunto un'efficacia di biocontrollo superiore all'85% nel mango contro Cladosporium cladosporioides, mentre Bacillus subtilis ABS-S14, attraverso i suoi lipopeptidi ciclici, controlla efficacemente la muffa verde nel mandarino e innesca l'espressione di geni correlati a SAR, ROS e Ca2+ e ABA.
Oltre ai composti organici, sono stati valutati: polisaccaridi naturali come chitosano, fruttooligosaccaridi, carragenine, fucani o fruttani di agaveTutti questi hanno mostrato buoni risultati nel controllo di malattie come l'antracnosi nell'avocado. Altri metaboliti come epicatechina, quercetina, oli essenziali e peptidi antimicrobici (mitichitina-CB, epsilon-poli-L-lisina) hanno dimostrato efficacia in pomodorini, mele e fragole.
I elicitori inorganici e gas esogeni E non sono da meno: silicio, carbonato di sodio, CO2È stato dimostrato che l'ozono o il protossido di azoto migliorano la risposta allo stress e alle malattie in mandarini, uva, giuggiole, meloni e altri frutti. Nel caso della CO22Ad esempio, è stato dimostrato che attiva i geni associati allo stress abiotico e riduce l'espressione degli enzimi che degradano la parete cellulare, prolungando la consistenza e la conservabilità del frutto.
A livello fisiologico, molti di questi trattamenti inducono profondi cambiamenti nel metabolismo energetico e ossidativoStudi proteomici nei mitocondri dei frutti trattati rivelano alterazioni nelle proteine che legano i metalli, nelle ATPasi, nelle ossidoreduttasi e negli enzimi dei cicli degli acidi glicolitici e tricarbossilici, formando reti di interazione che rafforzano la resistenza mantenendo al contempo l'equilibrio energetico.
Elicitori nei tappeti erbosi e nelle colture intensive: fosfiti e ormoni chiave
L'uso degli elicitori non è limitato agli alberi da frutto o agli ortaggi. È stato osservato che sono efficaci anche nei tappeti erbosi sportivi e ornamentali. Il corretto funzionamento dei sistemi di difesa naturali è fondamentale. per resistere agli attacchi di funghi, batteri, virus, nematodi e, allo stesso tempo, far fronte a fattori abiotici come gelo, siccità, salinità o calore estremo.
In questi sistemi di prateria, le difese agiscono su due livelli: uno risposta attiva basata su barriere fisiche e chimiche (cuticola, parete cellulare, terpeni, alcaloidi, fenoli, ecc.) e una risposta passiva legata alla Resistenza Locale e Sistemica. Gli elicitori, prodotti dalla pianta stessa in risposta allo stress o applicati esternamente, innescano queste risposte.
Uno degli elicitori più noti nei prati è il fosfito (HPO)3-2)Famoso per la sua capacità di stimolare la formazione di fitoalessine correlate a terpeni, alcaloidi e fenoli, ha un'azione particolarmente efficace contro i funghi oomiceti come Phytophthora e Pythium. Il suo utilizzo si è consolidato nell'ambito di strategie di gestione intelligente volte a ridurre la dipendenza dai fungicidi convenzionali.
Nell'ultimo decennio sono stati identificati anche i seguenti altre molecole con funzione elicitrice nelle graminaceecome l'acido salicilico, l'acido jasmonico, l'etilene e l'acido abscissico. Questi ormoni regolano l'espressione dei geni per le proteine correlate alla patogenesi (PR), che sono coinvolte nella protezione contro funghi, batteri, virus e persino nematodi.
Il primo livello di risposta allo stress nel manto erboso è locale, correlato all' sintesi di fitoalessine dall'enzima fenilalanina ammoniaca liasi (PAL)L'aumento del PAL è correlato a una maggiore resistenza complessiva. Il secondo livello, sistemico, coinvolge l'attivazione dei geni PR distribuiti in tutta la pianta, in gran parte mediata dall'acido salicilico, come descritto in numerosi studi fisiologici.
In condizioni di stress intenso – siccità prolungata, uso eccessivo di prodotti agrochimici o forti sbalzi di temperatura – il sistema di difesa del manto erboso ne risente. In questi casi, I prodotti elicitori e biostimolanti diventano un aiuto essenziale per ripristinare l'equilibrio, ridurre i danni e mantenere la giocabilità e l'aspetto visivo di green, tee o campi da calcio.
BestCure e altre formulazioni commerciali a base di estratti naturali
Gran parte delle recenti innovazioni nella salute delle piante ruotano attorno a formulazioni che combinano attività biocida diretta con capacità elicitriceUn esempio è BestCure, sviluppato a partire da estratti di agrumi che agiscono in un duplice modo: controllano direttamente alcune malattie fungine e batteriche e, allo stesso tempo, attivano le difese naturali della pianta.
Questi tipi di prodotti sono progettati per non compromettere la produzione o la resa della biomassaQuesto proprio perché modulano in modo equilibrato le vie ormonali coinvolte nella difesa e nella crescita. Nel caso specifico di BestCure, è stata descritta la sua capacità di attivare sia la Resistenza Sistemica Acquisita (SAR), mediata dall'acido salicilico, sia la Resistenza Sistemica Indotta (SIR), legata all'acido jasmonico e all'etilene.
La combinazione di SAR e ISR consente un protezione completa contro agenti patogeni biotrofici e necrotroficioltre a una migliore risposta agli insetti erbivori. Inoltre, attivando sistemicamente i meccanismi di difesa, le piante vengono "preparate" per future infezioni, con un impatto ridotto da ogni nuovo attacco.
Ciò che è interessante di questa linea di prodotti è che Si adattano molto bene ai programmi di gestione integrata e all'agricoltura sostenibileConsentono di ridurre le dosi di pesticidi convenzionali, migliorano la tolleranza allo stress e aumentano la qualità e la durata post-raccolta dei prodotti, mantenendo al contempo elevati livelli di composti bioattivi benefici per la salute umana.
Lo sviluppo di queste formulazioni è supportato da un ampio volume di ricerca, che si riflette in Articoli e revisioni scientifiche sul ruolo degli elicitori nella protezione delle colturesia da una prospettiva fisiologica che molecolare. Studi pubblicati su riviste di grande impatto hanno approfondito i suoi effetti sull'espressione genica, sulla metabolomica dei frutti e sulle interazioni pianta-microrganismi, nonché il suo potenziale per una protezione delle colture più sostenibile.
Tutte queste prove indicano che gli elicitori naturali, siano essi estratti botanici, polisaccaridi, ormoni vegetali, microrganismi benefici, gas o composti inorganici, offrono un Un modo solido per rafforzare il sistema immunitario delle piante e migliorarne la qualità, la resa e la conservazioneIl suo corretto utilizzo, con consulenza tecnica, aggiustamento delle dosi, rispetto delle condizioni ambientali e compatibilità con altre pratiche gestionali, consente di ridurre l'uso di prodotti chimici di sintesi e di progredire verso un'agricoltura più resiliente, redditizia e rispettosa dell'ambiente.
