a) sia durante il ciclo colturale in serra (Figura 4.29a), ma più bassa dopo il

4. Risultati e Discussione

4.22 a) sia durante il ciclo colturale in serra (Figura 4.29a), ma più bassa dopo il

trapianto nel terreno. L’enzima NR è stimolato da diversi fattori e la disponibilità dello ione nitrato e la luce sono senza dubbio quelli più importanti e limitanti (Izzo e Quartacci, 2010). Si potrebbe ipotizzare che la ridotta attività riscontrata nelle piante di leccio dopo il trapianto potrebbe essere una conseguenza di una ridotta disponibilità di nutrienti, in particolare di nitrato, presente nel terreno. È noto infatti che la concentrazione di questo ione nel suolo è soggetta a rapide e notevoli fluttuazioni che ovviamente richiedono un adattamento metabolico della pianta alle mutate disponibilità nutrizionali (Norbya et al., 2010;Clough et al., 2013 ).

D’altra parte, la maggior attività della NR nelle piante di leccio allevate con lo spettro NS2, rispetto al controllo, si osservava sia durante il pre-allevamento in camera di crescita (Figura 4.22a) che dopo il trapianto (Figura 4.33a). La lampada NS2 è caratterizzata da uno spettro luminoso molto simile alla luce solare. In questo senso, le piantine di leccio potrebbero aumentare l’attività metabolica della NR durante la fase di pre-coltivazione in quanto si troverebbero in un ambiente favorevole e simile a quello naturale, così poi da mantenerlo efficiente dopo il passaggio in campo.

Invece, l’attività della GS sembrerebbe non essere influenzata dal tipo di illuminazione utilizzata durante la pre-coltivazione dopo il successivo trapianto in campo aperto, fatta eccezione per il leccio pre-allevato con lo spettro AP67 in cui si nota una maggior attività enzimatica rispetto al controllo (Figura 4.33b), nonostante il basso contenuto di clorofilla (Figura 4.31a) riscontrato nelle medesime piante. L’attività fotosintetica, e la relativa sintesi di carboidrati, potrebbe essere quindi indipendente dal contenuto dei pigmenti fotosintetici (Saebo et al., 1995).

Inoltre, l’elevata attività dell’enzima GS nelle piantine pre-coltivate con lo spettro AP67 è correlata una ridotta attività dell’enzima NR (Figura 4.33). In questo senso

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sarebbe logico supporre che la produzione di glutammina da parte della GS causi un’inibizione della NR, come descritto da Forde (2002) e da Ali et al. (2007).

Infine, anche in questa fase sperimentale, è stato determinato il livello di perossidazione lipidica nel tessuto fogliare. Mentre la pre-coltivazione con gli spettri AP67-Arch e AP67 non ha prodotto differenze significative nel contenuto di MDA nelle foglie di leccio rispetto al controllo, gli spettri G2 e NS2 hanno determinato un minor accumulo della MDA dopo il trapianto rispetto alle piante pre-coltivate con luce fluorescente (Figura 4.34), indicando una minor produzione di ROS con un conseguente minor rischio di danno ossidativo a carico delle membrane cellulari.

4.2.2 Esperimenti con terreno DAFNE

Vengono di seguito riportati i risultati e la discussione relativa agli esperimenti condotti sulle piante di leccio coltivate con substrato DAFNE in ambiente controllato (camere di crescita e Prototipo).

4.2.2.1 Pre-coltivazione nelle camere di crescita

Le foglie di leccio cresciute con gli spettri LED hanno mostrato un contenuto di clorofilla minore rispetto alle plantule esposte alla luce fluorescente (Figura 4.35a), e la diminuzione ha assunto valori compresi tra il 44% e il 58%.

Allo stesso modo, si è notata una diminuzione nel contenuto di β-carotene nelle plantule allevate con le lampade LED in relazione al controllo (Figura 4.35b). Più precisamente, il minor contenuto di carotenoidi è stato del 56% per i LED Ap67-Arch, del 44% per la luce NS2, del 49% per lo spettro AP67 e infine del 43% per la lampada G2.

Il contenuto di proteine nelle foglie di leccio è rimasto pressoché invariato nelle diverse condizioni di crescita, tranne per le plantule allevate con lo spettro AP67-Arch che hanno mostrato una diminuzione di tale paramentro del 26% rispetto al controllo (Figura 4.36).

La capacità di una pianta di assimilare azoto potrebbe essere influenzata dalla qualità della luce, per questo motivo sono state indagate le attività di enzimi chiave del metabolismo dell’azoto (NR e GS) nelle piante sottoposte a diverse condizioni di illuminazione.

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L’enzima NR ha mostrato una maggior attività (59% e 132%) nelle piante esposte rispettivamente agli spettri AP67-Arch e NS2, mentre non si sono riscontrate differenze nelle piante cresciute con le lampade AP67 e G2, rispetto al controllo (Figura 4.37a).

Mentre le lampade NS2 e G2 non hanno avuto effetti significativi nell’attività della GS, gli spettri AP67-Arch e AP67 hanno determinato un aumento di tale attività enzimatica (111% e 57% rispettivamente) rispetto alle lampade fluorescenti (Figura

4.37b).

Il contenuto di MDA nelle foglie delle piante di leccio è stato utilizzato come indice di stress ossidativo. Le piante di leccio cresciute con gli spettri AP67 hanno mostrato un aumento del contenuto di MDA (+59%), rispetto al controllo, mentre le plantule esposte alla lampada G2 hanno mostrato un minor contenuto (-40%) di MDA in rapporto alle lampade fluorescenti (Figura 4.38). Gli altri spettri LED non hanno determinato un aumento significativo di questo dato.

- 128 - Figura 4.35 – Contenuto di clorofilla (a) e di β-carotene (b) nelle foglie di leccio allevate per 30 giorni in camere di crescita con luci fluorescenti o luci LED AP67- Arch, NS2, AP67 e G2 con terreno DAFNE. I dati riportati rappresentano la media di quattro esperimenti indipendenti condotti in triplicato. Le barre indicano l’errore ±DS. 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15