Dalla ricerca CREA nuove prospettive per la soia - Dalla ricerca CREA nuove prospettive per la soia - Zootecnia e Acquacoltura

La soia [Glycine max (L.) Merr.] rappresenta un’importante risorsa nutritiva grazie ai suoi livelli di proteine ad alto valore biologico, che potrebbero considerevolmente contribuire alla domanda globale di cibo e proteina richiesta per il 2050. Questa coltura generalmente cresce esposta ad episodi di alte temperature e/o insufficiente disponibilità di acqua. Entrambi i fattori influenzano la resa in granella e la qualità, e sono esacerbati nell’attuale contesto di cambiamento climatico.

Lo scopo della tesi è stato analizzare in genotipi contrastanti per concentrazione proteica della granella, le risposte ecofisiologiche e biochimico-fisiologiche associate alla generazione di fotoassimilati e rimobilizzazione che determinano la resa ed il contenuto proteico del granello (GPr) in soia in campo esposta ad episodi di stress termico (HS), stress idrico (WS) ed alla loro interazione (HS×WS) durante riempimento del granello (GF).

Abstract scientifico

L’ipotesi era che il genotipo alto proteico anticipasse la senescenza fogliare, esibendo una maggiore capacità di rimobilizzazione degli assimilati ed effetti differenziali su questi processi sotto condizioni di HS e/o WS. Sono stati condotti 2 esperimenti presso INTA Manfredi usando 2 genotipi non-transgenici contrastanti in termini di contenuto proteico del granello: i) alta proteina (HP; 42%) e ii) bassa proteina (LP; 37%). Il disegno sperimentale era uno split-split plot con 2 ripetizioni, risultante in 4 trattamenti: controllo (senza HS e WS), HS (episodi con temperature with temperature maggiori di 32 ºC, 6 h giorno-1, 15 giorni dall’inizio del GF), WS (25% di contenuto idrico disponibile del suolo per tutto il GF) e HS×WS. Episodi di HS senza WS, non considerando il genotipo, non hanno significativamente influenzato la resa, i suoi componenti e la GPr. Neppure la generazione e rimobilizzazione degli assimilati sono state negativamente influenzate, suggerendo che episodi di HS potrebbero attivare processi di acclimatamento a livello fotosintetico associati a meccanismi di raffreddamento fogliare e protezione antiossidante. Il fenomeno di WS, senza considerare genotipo e HS, ha ridotto la resa (25- 57%), numero di granelli (39-21%), peso del seme (39-13%) e GPr (14-45%), con diversa importanza in relazione alle caratteristiche dello stress generato in ogni esperimento. Sotto WS, la fotosintesi è stata ridotta fino al 50% come risultato alle risposte stomatiche (traspirazione fogliare, anidride carbonica interna, conduttanza stomatica, temperatura delle piante) e non stomatiche (parametri ottenuti dalla fluorescenza della clorofilla), e lo stress ossidativo è aumentato (significativi incrementi nella permeabilità di membrana e cali della capacità antiossidante). In più, si è avuta senescenza fogliare precoce (evidenziata da significative riduzioni dei valori SPAD ed una riduzione di durata del GF), la rimobilizzazione di C e N dagli steli è stata ridotta, influenzando la suddivisione degli assimilati verso la granella. Il contenuto di GPr è stato associato ad una molteplicità di fattori come il rapporto origine/deposito, la rimobilizzazione degli assimilati dagli steli, la ripartizione ai granelli, N disponibile all’inizio del GF e durata del GF, fattori su cui il genotipo HP ha mostrato una più alta performance in relazione a quello LP.

A nostra conoscenza, questi processi fisiologici correlati alla fotosintesi, rimobilizzazione degli assimilati e senescenza fogliare non sono stati ricercati comparando genotipi di soia con diverse concentrazioni proteiche nel granello esposte ad interazioni di HS e WS durante il GF. Inoltre, studi che indirizzano questi aspetti combinando discipline di scala e sottodiscipline, integrando sia le variabili ecofisiologiche che quelle biochimico-fisiologiche sono meno comuni. La conoscenza generata può essere applicata a programmi di breeding, a ideazione di strategie di gestione della coltura, ed a tecnologie associate all’utilizzo di sensori in remoto.