Labidi, O., Kouki, R., Hidouri, S., Bouzahouane, H., Caçador, I., Pérez-Clemente, R. M., & Sleimi, N.
Impact of Nickel Toxicity on Growth, Fruit Quality and Antioxidant Response in Zucchini Squash (Cucurbita pepo L.)
Plants 2024, 13, 2361. https://doi.org/10.3390/plants13172361
L’articolo affronta la problematica della contaminazione da metalli pesanti, in particolare del nichel (Ni), che è un elemento sempre più presente a causa dell’industrializzazione e delle pratiche agricole inappropriate. Questo studio si è concentrato sulla risposta fisiologica e biochimica dello zucchino (Cucurbita pepo L.) all’esposizione al Ni. Gli Autori hanno esaminato come diverse concentrazioni di Ni influenzano la crescita, la qualità del frutto e la risposta antiossidante della pianta, includendo un’analisi dettagliata dell’accumulo di Ni in vari organi della pianta (radici, germogli e frutti) e come esso influenza i principali parametri fisiologici.
L’attività di ricerca è stata condotta in serra con quattro dosi di Ni: 0, 100, 300 e 500 µM. Le piante, dopo un periodo di crescita di 45 giorni, sono state esposte al Ni per quattro settimane. Sono stati misurati vari parametri, tra cui la biomassa secca, il contenuto di prolina, polifenoli totali, flavonoidi, K, Ca e Mg.
Durante la prova sono stati utilizzati strumenti di spettrometria per l’analisi dei metalli e l’impiego di metodi spettrofotometrici per la determinazione dei composti antiossidanti e delle proteine, che forniscono una base solida per ottenere dati quantitativi precisi.
I risultati hanno evidenziato che: a) il Ni ha avuto un effetto tossico sulla crescita delle piante, con una riduzione significativa della biomassa secca e la comparsa di sintomi di tossicità come clorosi delle foglie dalla terza settimana di trattamento; b) l’accumulo di Ni è stato maggiore nelle radici rispetto a germogli e frutti. Tale accumulo nei frutti, seppur in minore quantità rispetto a radici e germogli, ha posto interrogativi riguardo alla sicurezza alimentare; c) il rapporto germogli/radici (S/R) ha mostrato una diminuzione significativa con l’aumentare della concentrazione di Ni distribuito, indicando che il Ni colpisce più i germogli che le radici portando a possibili squilibri nello sviluppo della pianta; d) la risposta antiossidante della pianta è stata evidente. Il contenuto di polifenoli è aumentato con l’aumentare delle concentrazioni di Ni, specialmente nei germogli, mentre i flavonoidi sono diminuiti all’aumentare della concentrazione di Ni nella soluzione nutritiva; e) la prolina, un noto osmoprotettore, è aumentata nei germogli e nei frutti a dosi elevate di Ni, mentre non ha mostrato variazioni significative nelle radici. Tuttavia, il contenuto proteico totale non è stato influenzato in modo significativo nei germogli, ma è aumentato nelle radici con concentrazioni moderate di Ni; f) nei germogli il Ni è risultato correlato negativamente con acqua e nutrienti, mentre nelle radici Ca²⁺, proteine totali e polifenoli totali sono risultati correlati positivamente con il Ni; situazione inversa è stata rilevata per i flavonoidi.
In sintesi, la riduzione della crescita, in particolare della parte aerea della pianta, è da attribuire all’inibizione delle attività enzimatiche e alla competizione del Ni con altri ioni essenziali come Ca, Mg e Fe, che sono cruciali per il metabolismo della pianta. Il fatto che i contenuti di Ca e K siano aumentati nelle radici e nei germogli indica un possibile meccanismo di compensazione per mantenere l’equilibrio ionico e ridurre gli effetti tossici del Ni. L’aumento della prolina e dei polifenoli può essere interpretato come una strategia della pianta per attenuare lo stress ossidativo, un risultato che è coerente con altri studi su piante esposte a metalli pesanti.
Uno degli aspetti più interessanti dello studio è l’evidenza sperimentale che C. pepo può accumulare quantità rilevanti di Ni nella parte aerea, superando la soglia per essere considerata una specie iperaccumulatrice. Questo aspetto apre nuove prospettive sull’utilizzo delle zucchine per la fitodepurazione di terreni contaminati da Ni.
In conclusione, questo studio dimostra che il Ni ha effetti negativi sulla crescita e sulla qualità dei frutti. Tuttavia, le dosi di Ni utilizzate non sono particolarmente tossiche per le zucchine; infatti, la pianta mostra una notevole adattabilità, dimostrata dalla sua sopravvivenza e dalla capacità di accumulare notevoli quantità di Ni nelle foglie. Questo accumulo classifica C. pepo come una specie iperaccumulatrice. Tuttavia, l’accumulo di Ni nei frutti solleva preoccupazioni riguardo alla contaminazione della catena alimentare, suggerendo che le zucchine coltivate in terreni contaminati non sono adatte per il consumo umano, ma solo per scopi di fitorisanamento.
Future ricerche potrebbero focalizzarsi sull’esplorazione di trattamenti o pratiche agricole che possano limitare l’assorbimento di Ni nelle zucchine.