Il supporto della luce rossa alla gestione fitopatologica

Una delle priorità della ricerca sulla sostenibilità delle produzioni riguarda la ricerca di strategie complementari o alternative alla difesa dai patogeni. Una review pubblicata alla fine del 2021 (Pest and disease management by red light – Gallè A., Czekus Z., Toth L., Galgozy, L., Poor P., Plant Cell Environment, 44,2021) ha messo in luce interessanti aspetti legati all’uso della luce rossa come segnale in grado di attivare meccanismi di difesa. La radiazione, componente dinamica del sistema terrestre, è percepita da piante e da microrganismi tramite diversi fotorecettori. Vie complesse di trasduzione del segnale, come fotosintesi e ritmo circadiano, ad esempio, mediano molte delle risposte molecolari, biochimiche e fisiologiche, così come la presenza - o la assenza - durata, qualità spettrale, intensità della radiazione. Una serie di recettori (fitocromo per il rosso/rosso lontano, criptocromo e fototropine per il blu, e recettori UV-B) interpretano la radiazione come segnale informativo assorbendone i fotoni tramite specifici nuclei cromofori e modificando di conseguenza la propria componente proteica. I segnali luminosi vengono captati anche dai patogeni: come le piante, anche i batteri traggono informazione dai fotorecettori rispetto alla posizione sul terreno o sulle foglie, regolando anche la propria mobilità, l’adesione e la virulenza (es. diverse specie di Pseudomonas). Anche se poco è noto sul tipo di recettori esistenti nei funghi, si sa che la luce controlla anche in essi alcune espressioni geniche su crescita, formazione delle spore e produzione di metaboliti secondari, e può ridurne anche la virulenza (Alternaria, Aspergillus, Fusarium, Plasmopora viticola, per fare qualche esempio). Nonostante il meccanismo di patogenicità dipende dal tipo di agente infettivo e dalla sua interazione dinamica con l’ospite, sono stati evidenziati numerosi aspetti comuni legati a trattamenti con luce rossa, sia a breve che a lungo termine. Tra questi, la percezione della presenza del patogeno da parte della pianta, l’accumulo rapido di ossigeno reattivo (ROS) che comporta ossidazione delle proteine e anche risposte ipersensitive di morte cellulare, con un ruolo fondamentale giocato dall’acido salicilico (SA) nello stabilire il grado di resistenza del vegetale sotto stress. Su molte specie si sono osservati effetti benefici della luce rossa sul ridurre i danni ossidativi causati da virus come il mosaico del cetriolo, ma anche sui meccanismi di difesa contro l’importantissima e tanto diffusa Botrytis cinerea su vite, il pericolosissimo brusone del riso e anche contro nematodi endoparassitici.
Il largo spettro di risposte positive ottenute dalla ricerca nel settore ha evidenziato un generale, diffuso effetto indotto dalla luce rossa sulla riduzione dei danni alle membrane, degli stress ossidativi, sul ritardo nella morte cellulare programmata, e sull’accumulo di composti collegati alla difesa come polifenoli, flavonoli, antocianine e anche clorofilla. La somministrazione di luce rossa potrà essere integrata nelle serre, anche a costi molto contenuti, in sistemi di controllo anche digitali utilizzando LED (semiconduttori a basso consumo energetico, robusti e a bassa emissione di calore) a specifico spettro di emissione. La scienza continua questi studi, che devono essere integrati da molte altre conoscenze sia fisiologiche (reazioni specifiche dell’ospite e dei patogeni) che fisiche (ad esempio somministrazione notturna, quantità e durata dell’illuminazione efficace) ma che potranno comportare drastiche riduzioni nell’uso di pesticidi chimici, stimolando la risposta naturale delle piante a fonti di radiazione con composizione spettrale “ad hoc”.