Indagine sui componenti volatili emessi dai nettari extrafiorali di alcune specie vegetali: loro ruolo nel rapporto insetto-pianta

Ai miei genitori

ed a Federico

INDICE GENERALE

Introduzione ……… 4

PRIMA PARTE 1.1 Introduzione ………... 7

1.2 Morfologia e fisiologia delle cellule vegetali………. 10

1.3 Morfologia del nettario………... 11

1.4 Composizione del nettare ……….. 13

1.5 Descrizione dei nettari extrafiorali ………. 13

1.6 Piante esaminate che contengono nettari extrafiorali ………. 16

SECONDA PARTE 2.1 Piante esaminate ……… 23

I. Acacia dealbata Link: mimosa ……… 24

II. Passiflora incarnata L.: passiflora ………. 25

III. Vicia faba L.: fava ………... 26

IV. Prunus avium L.: ciliegio ……… 27

V. Prunus dulcis (Miller) D.A.Webb: mandorlo ………. 28

VI. Prunus armeniaca L.: albicocco ………. 29

VII. Prunus domestica L.: susino ……… 30

VIII. Sambucus nigra L.: sambuco ………. 31

IX. Ailanthus altissima (Miller) Swingle: ailanto ………. 32

X. Ricinus communis L.: ricino ………... 33

TERZA PARTE 3.1 Materiali e metodi ……… 35

3.2 Risultati ……… 39

3.3 Sostanze volatili ………... 68

3.4 Indagine statistica ………. 71

Conclusioni ………. 74

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INTRODUZIONE:

Il nettare è una soluzione acquosa di zuccheri più o meno viscosa che viene secreta verso l’esterno da strutture specializzate dette nettari.

La localizzazione dei nettari sulla pianta e la loro struttura, variano da specie a specie.

I più conosciuti sono quelli che si trovano sul fiore, detti per questo nettari fiorali, che sono implicati nell’attrazione degli animali impollinatori.

Oltre a questi ci sono dei nettari meno conosciuti, presenti in parti non riproduttive della pianta (come ad esempio foglie, rachidi, piccioli etc.) e perciò detti extrafiorali.

I nettari extrafiorali, molto probabilmente, hanno la funzione di ricompensa per le formiche che a loro volta proteggono la pianta da insetti fitofagi e come guida verso il nettare fiorale.

I nettari extrafiorali sono stati identificati in più di 2000 specie di piante appartenenti a più di 64 famiglie.

Le specie esaminate da noi sono:

 Acacia dealbata, mimosa (Fabaceae);

 Passiflora coerulea, passiflora (Passifloraceae);  Vicia faba, fava (Fabaceae);

 Prunus avium, ciliegio (Rosaceae);  Prunus dulcis, mandorlo (Rosaceae);  Prunus armeniaca, albicocco (Rosaceae);  Prunus domestica, susino (Rosaceae);  Sambucus nigra, sambuco (Caprifoliaceae);

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 Ailanthus altissima, ailanto (Simaroubaceae);  Ricinus communis, ricino (Euphorbiaceae).

In letteratura sono presenti studi riguardanti sia la composizione volatile che quella non volatile dei nettari fiorali, ma non sono mai stati eseguiti studi sui volatili emessi dai nettari extrafiorali ed è questo lo scopo della tesi.

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1.1 INTRODUZIONE

L’incontro dei gameti maschili e femminili e la diffusione dei semi possono avvenire in svariate modalità a seconda dell’ambiente di vita della pianta. Ad esempio:

 Nelle piante acquatiche le strutture riproduttive possono essere disperse dalle correnti o essere muniti di flagelli ed avere movimento autonomo;

 Le piante terrestri, quali muschi e felci (piante primitive) disperdono autonomamente i gameti maschili, mentre le spore sono propagate dal vento;

 Nelle angiosperme (piante più evolute), il polline e i semi vengono dispersi dal vento, dagli animali in particolar modo insetti (api,coccinelle), uccelli (colibrì) e mammiferi (pipistrelli, piccoli roditori).

Nel caso delle angiosperme si è venuto a creare un sodalizio fiore-animale dal quale la pianta si assicura l’impollinazione mentre l’animale acquisisce una fonte di cibo garantito dalla pianta stessa (polline, nettare). E’ stato osservato che il sodalizio pianta-formica aumenta il tasso riproduttivo della pianta fino al 49% e riduce l’erbivoria fino al 62% (Trager et al.,2010).

Le api raccolgono cibo dai fiori, una fonte molto effimera, e hanno evoluto facoltà cognitive notevoli per massimizzare il proprio raccolto.

Eccellono nell’apprendimento associativo in cui un colore, una forma, un odore o una località viene associata ad una ricompensa in cibo.

Possono anche imparare concetti astratti quali “simile” e “dissimile” e sono capaci di orientarsi in labirinti complessi usando stimoli visivi come “cartelli stradali” diretti o astratti, oltre che riconoscendo irregolarità nel percorso (Coyaud 2008).

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I vegetali che hanno sviluppato un rapporto di associazione mutualistica con colonie di formiche vengono chiamate PIANTE MIRMECOFILE.

Esse posseggono adattamenti strutturali che forniscono riparo e nutrimento alle formiche.

ADATTAMENTI STRUTTURALI:

DOMAZIE: Sono delle particolari strutture cave che si sviluppano all’interno delle piante, nelle quali trovano rifugio le formiche.

CORPI NUTRITIVI: Alcune piante mirmecofile producono dei corpuscoli ricchi di materiale lipo-proteico che fungono da nutrimento per le formiche (Rico-Gray V et al., 2007; Heil M et al., 1997; Heil M et al., 2004; O’Dowd DJ. Et al., 1980).

Rientrano in questa categoria :

 Corpi del Belt: corpuscoli ghiandolari ovoidali ricchi di protidi e grassi, che si trovano all’apice delle foglioline di alcune specie di Acacia;

 Corpuscoli del Mϋller: piccole formazioni ghiandolari, biancastre, ricche di glicogeno, che si trova alla base del picciolo di alcune specie di Cecropia;

 Corpi beccariani: presenti sulle giovani foglie di alcune specie di Macaranga, particolarmente ricchi di lipidi;

 Pearl bodies: corpuscoli sferici ad alto contenuto lipidico che si sviluppano sulle foglie e sui fusti di Ochroma piramidale.

NETTARI EXTRAFIORALI

Il nettare è la secrezione zuccherina, più o meno vischiosa, prodotta da particolari tessuti specializzati chiamati nettari, che normalmente si trovano alla base dei fiori (dove sono

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implicati nell’attrazione degli animali impollinatori). Tuttavia, la loro posizione sulla pianta può essere variabile e possiamo incontrare i nettari anche in parti non riproduttive della pianta come foglie, tronco, piccioli, rachidi, brattee, stipole, pedicelli etc.

Si parla di NETTARI FIORALI ed EXTRAFIORALI a seconda che siano portati dal fiore o che si trovino in parti diverse da questo.

I nettari extrafiorali di molte piante sono reputati avere una funzione di ricompensa per alcune specie di formiche che così non si avvicinano al nettare dei fiori e allo stesso tempo servono a distogliere gli insetti fitofagi (insetti che si nutrono di parti della pianta) poiché secernono composti a loro sgradevoli o per attacco diretto dei fitofagi stessi (Heil et al., 2009). Le formiche sono inoltre utili per trasportare e quindi disseminare i semi di alcune piante .

Dal punto di vista evolutivo i primi nettari che si conoscono sono quelli rinvenuti nella felce Pteridium aquilinum (Pacini E et al.,1995)

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1.2 MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DELLE CELLULE VEGETALI

Le piante sono caratterizzate da cellule di tipo eucariota, cioè dotate di nucleo e di organuli che compiono specifiche funzioni.

La cellula vegetale è circondata da una parete cellulare che si trova esternamente alla membrana plasmatica, e che è composta da polisaccaridi complessi (in particolare cellulosa), e ha funzione protettiva e di sostegno meccanico.

La membrana cellulare, costituita da lipidi e proteine, delimita il protoplasma. All’interno di questo sono presenti vari organuli cellulari quali:

 Nucleo: delimitato da una doppia membrana e contiene il materiale genetico;  Reticolo endoplasmatico e apparato di Golgi: importanti per la sintesi ed il

processamento delle proteine;

 Cloroplasti: rappresentano la sede della fotosintesi clorofilliana (in quanto contengono la clorofilla, un pigmento che conferisce loro un colore verde brillante);  Mitocondri: possono avere forme diverse e sono delimitate da una doppia

membrana. Sono necessari per il processo di respirazione cellulare;

 Vacuolo: spesso occupa la maggior parte del volume interno cellulare, è ripieno di un fluido (succo vacuolare). La sua funzione è quella di eliminare acqua e prodotti di rifiuto, in modo da mantenere l’equilibrio osmotico ed evitare che l’eccesso di acqua porti alla rottura della cellula.

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Fig: cellula vegetale

1.3

MORFOLOGIA DEL NETTARIO

I nettari sono, in generale, caratterizzati da un’ epidermide e da un parenchima specializzato. In alcuni casi gli stomi del nettario perdono la capacità di chiudersi e perciò vengono considerati stomi modificati che permettono una secrezione continua del nettare. Al tessuto di cui è composto il nettario viene dato il nome di “nettarifero” e le sue cellule, specialmente quelle del parenchima, sono spesso piccole e hanno un grosso nucleo.

Ci sono fondamentalmente due possibili modi in cui può avvenire la secrezione del nettare:

1. Secrezione eccrina che avviene senza la formazione di vescicole;

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Ambedue le modalità di secrezione riguardano un trasporto attivo di molecole attraverso le membrane.

Il tasso di secrezione di nettare risulta essere costante fino al raggiungimento di una specifica quantità di secreto; raggiunto tale livello, il fiore cessa la propria attività secernente fino alla rimozione del nettare da parte di un impollinatore. La cessazione della secrezione da parte del fiore avviene una volta che esso è stato impollinato e fecondato.

I fattori che influiscono la secrezione del nettare possono essere sia interni collegati all’anatomia, fisiologia e alla genetica della pianta (Hampton et al.,2010; Radhika et al.,2010) sia esterni come la temperatura, la pioggia e la luce solare (Pinzauti 2000); ad esempio:

 La temperatura bassa tende a far ritardare il momento dell’inizio della secrezione;  La pioggia o l’alta umidità tende a modificare i valori della concentrazione

zuccherina;

 L’esposizione diretta alla luce incrementa il tasso di secrezione;

 Un altro elemento naturale, il vento, sembra influenzare la quantità e la concentrazione del nettare mediante il processo di evaporazione.

Molto probabilmente in origine i nettari erano assimilabili alle ghiandole che avevano il compito di eliminare all’esterno sostanze presenti in eccesso nel vegetale, probabilmente zuccheri prodotti dalla fotosintesi. Erano quindi una specie di “cloaca”. Queste soluzioni zuccherine attiravano però anche gli insetti impollinatori, e quindi l’evoluzione ha fatto in modo che nella maggior parte dei casi i nettari si venissero a trovare nei fiori; in tal modo

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gli insetti volando di fiore in fiore per nutrirsi di nettare si sporcavano di polline, favorendo la fecondazione incrociata delle piante.

1.4 COMPOSIZIONE DEL NETTARE

Il nettare fiorale contiene in prevalenza zucchero, ma sono presenti anche aminoacidi e lipidi in diversa concentrazione, a seconda del tipo di animale impollinatore.

Per quanto riguarda il tipo di zucchero, abbiamo in prevalenza (Pinzauti, 2000):  Saccarosio (disaccaride) nel nettare dei fiori visitati da colibrì e farfalle;  Esosi (monosaccaridi) nel nettare visitato da pipistrelli.

1.5 DESCRIZIONE DEI NETTARI EXTRAFIORALI

I nettari extrafiorali differiscono dai nettari fiorali in base alla:  Posizione topografica;

 Funzione

Nel primo caso i nettari extrafiorali si trovano sulla parte vegetativa della pianta e non sul fiore, nel secondo caso i nettari extrafiorali non sono coinvolti con i processi di impollinazione.

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Il termine “nettario extrafiorale” non si riferisce ad una struttura anatomica ben definita, essi infatti possono essere morfologicamente diversi in piante di diverse specie e avere una origine anatomica differente.

Per quanto riguarda la struttura dei nettari extrafiorali viene preso come riferimento la classificazione di Zimmermann (1932).

Zimmermann in base alla morfologia suddivide i nettari extrafiorali in sette categorie (Pinzauti, 2000): 1. Amorfi; 2. Schiacciati; 3. Forati; 4. Cavi; 5. Scagliati; 6. Sopraelevati; 7. Incastrati.

AMORFI: mancano di un organizzazione strutturale precisa a livello dei tessuti e degli organi, tuttavia sono capaci di secernere un nettare molto ricco. Si riconoscono sulla pianta poiché il sito di secrezione del nettare assume una colorazione particolare.

SCHIACCIATI: sono pressati contro il tessuto di altri organi in modo tale che la superficie ghiandolare risulta poco al di sopra o al di sotto della superficie dei tessuti circostanti. Sono generalmente tondi od ovali e presentano una superficie concava o convessa.

FORATI: sono sprofondati nel tessuto di altri organi . La depressione in cui essi giacciono li avvolge completamente ed ha una circonferenza il cui diametro eguaglia o supera quella del nettario.

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CAVI: si presentano come cavità inserite in altri organi e portanti uno stretto canale o poro che arriva in superficie. Le cavità sono generalmente tappezzate di peli secretori.

SCAGLIATI: sono formati da peli modificati e specializzati per la produzione e secrezione del nettare. Questi peli sono quasi sempre a forma di scaglia e all’osservazione appaiono come unità distinte. Sono visibili anche ad occhio nudo.

SOPRAELEVATI: questa categoria include tutti i nettari, esclusi gli scagliati, che sono distintamente sopraelevati rispetto al tessuto circostante.

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I nettari extrafiorali sono stati identificati in più di 2000 specie di piante che appartengono a più di 64 famiglie (Mizell R.F.2004).

Esempi di qualche famiglia di piante con nettari extrafiorali:

1.6 PIANTE ESAMINATE CHE CONTENGONO NETTARI

EXTRAFIORALI

 Mimosa: RACHIDE FAMIGLIA

GENERE CON

EFNs SPECIE CON EFNs

Passifloraceae 21 439

Fabaceae 109 2

Rosaceae 13 217

Simaroubaceae 12 17

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 Passiflora: PICCIOLO delle FOGLIE

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 Ciliegio: PICCIOLO delle FOGLIE

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 Albicocco: PICCIOLO delle FOGLIE

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 Sambuco: STIPOLE

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2.1 PIANTE ESAMINATE

Le piante prese in considerazione sono:

I. Mimosa; II. Passiflora; III. Fava; IV. Ciliegio; V. Mandorlo; VI. Albicocco; VII. Susino; VIII. Sambuco; IX. Ailanto; X. Ricino.

Alcune di queste piante sono state raccolte in habitat naturale come la Mimosa, il Sambuco, l’ Ailanto, la Passiflora,mentre altre sono raccolte in coltivazione come il Ciliegio, il Susino, il Mandorlo, l’Albicocco

La fase di raccolta coincide con la primavera inoltrata quando la pianta esce dal riposo vegetativo.

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I. Acacia dealbata Link: Mimosa

Famiglia: Fabaceae

Pianta legnosa, albero sempreverde

Origine: Australia

Foglie: bipennate

Fiori: riuniti in guppicapoliniformi, globosi, sferici,di colore giallo intenso e profumati. Si sviluppano all’ascella della foglia (Pignatti 1982)

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II. Passiflora incarnata L.: Passiflora

Famiglia: Passifloraceae

Pianta rampicante a fusto legnoso alta 6-9 m

Corteccia verde grigiastra, striata longitudinalmente

Foglie: alterne, lungamente picciolate

Fiori: solitari, grandi, lungamente peduncolati

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III. Vicia faba L.: Fava

Famiglia: Fabaceae

Erba rampicante

Foglie: imparipennate

Stipole: ovate e dentellate

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IV. Prunus avium L.: Ciliegio

Famiglia: Rosaceae

Albero da frutto

Pianta coltivata

Corteccia liscia più o meno lucida

Legno ha odore di melo

Foglie: pendule, verde scuro sopra, chiare di sotto

Fiori: bianchi

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V. Prunus dulcis (Miller) D.A.Webb: Mandorlo

Famiglia: Rosaceae

Albero di 6-12 m di altezza

Rami con corteccia bruna giallastra

Legno senza odore

Foglie: intere, lanceolate, dentate

Fiori: bianchi o rosati

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VI. Prunus armeniaca L.: Albicocco

Famiglia: Rosaceae

Albero da frutto

Rami lucidi, glabri più o meno arrossati con odore di mele

Foglie: lamina leggermente cuoriforme, acuminata, glabra, con base ovata e margine seghettato. Hanno un picciolo di 2,5 cm.

Fiori: precedenti la foglia, hanno petali bianchi o rosei con antere gialle.

Frutto: giallo-arancione (albicocca) (Pignatti 1982)

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VII. Prunus domestica L.: Susino

Famiglia: Rosaceae

Albero da frutto

Corteccia rossa bruna, legno con profumo di mela

Foglie: lamina oblancerata, dentellata tutt’attorno, arrotondata o ottusa al’apice con base cuneata, pubescente di sotto

Fiori: petali bianchi

Frutto: più o meno sferico, verde, giallo, rosso o viola a secondo della varietà (chiamato susina o prugna). Nei selvatici è azzurro-purpureo e di gusto acido (Pignatti 1982)

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VIII. Sambucus nigra L.: Sambuco

Famiglia: Caprifoliaceae

Corteccia bruna con fratture longitudinali e solchi profondi 5-8 mm

Fusto legnoso

Foglie: grandi, opposte, imparipennate

Infiorescenza: ombrelliforme con numerosi fiori bianchi-lattei.

Stami con antere gialle

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IX. Ailanthus altissima (Miller) Swingle: Ailanto

Famiglia: Simaroubaceae

Albero

Foglie: imparipennate

Fiori: verdastri 5 petali, 10 stami

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X. Ricinus communis L.: Ricino

Famiglia: Euphorbiaceae

Pianta erbacea spesso cespugliosa alta fino a 2 m

Pianta in coltura: annuale

Inselvatichita: può essere anche perenne

Foglie: palmato-partite con 5-12 lobi, lanceolati, dentato-seghettati

Fiori: maschili e femminili portati sulla stessa pianta, raggruppati in glomeruli e disposti in racemi terminali o ascellari. Hanno un colore arancio.

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3.1 MATERIALI E METODI

Dai campioni raccolti sono stati isolati i nettari extrafiorali, prestando attenzione a prelevare solo la parte interessata (in modo da non avere contaminazioni).

I nettari isolati sono stati inseriti all’interno di provette e ricoperti con carta stagnola piuttosto che con il suo tappo di plastica per due motivi:

1. Evitare contaminazioni da parte di sostanze esalate dalla plastica del tappo, come ad esempio gli ftalati;

2. Permettere, al momento opportuno, di inserire la fibra all’interno della vial senza dover togliere il tappo, cosa che provocherebbe la fuoriuscita di sostanze volatili. A questo punto si lascia il campione all’interno della provetta per circa 30 minuti dopo di che vi si inserisce la fibra, che viene lasciata ad adsorbire per circa mezz’ora.

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Terminato il tempo di adsorbimento la fibra viene tolta dalla provetta ed inserita nell’iniettore del gascromatografo, in cui avviene la “corsa” delle sostanze, che dura circa un’ora (è buona norma effettuare prima di iniziare le analisi, la prova in “bianco”, ossia inserire nello strumento la fibra senza averle fatto assorbire alcun composto, in modo da verificare che non abbia assorbito altri composti, che possono inquinare le analisi).

Il gascromatografo è provvisto di una colonna capillare e di un detector di massa. La fase fissa all’interno della colonna è costituita 5% fenilmetilsilossano, mentre la fase mobile è rappresentata dall’elio.

Fig: gascromatografo Fig: esempio di colonna capillare

Ottenuto il cromatogramma relativo all’analisi effettuata, il computer integra l’area sottostante i picchi in relazione all’area totale della curva del grafico, dando il valore percentuale della sostanza riferita al picco sul totale della miscela volatile estratta.

Per identificare il composto utilizziamo le librerie elettroniche del computer, che danno una lista dei possibili composti relativi ad ogni picco; confrontando gli spettri di massa ed i tempi e gli indici di ritenzione è possibile risalire al nome esatto del composto rilevato.

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Ciascuna di queste sostanze possiede un proprio indice di ritenzione.

Gli indici di ritenzione più utilizzati sono quelli logaritmici di Kovats che è stato sviluppato per condizioni di separazione isoterme e quello lineare di van den Dool e Kratz per le separazioni non isoterme con rampa di temperatura programmata.

Nella pratica gli indici di ritenzione sono calcolati sulla base dei tempi di ritenzione, ottenuti nelle stesse condizioni cromatografiche, di un composto sconosciuto e di due n-alcani, secondo le formule:

KI = [ log (tR)i – log (t R)z / log (tR)z+1 – log(tR)z ] x 100 + 100 x Z

indice log di Kovats

LRI = [ (tR)i – (t R)z / (tR)z+1 – (tR)z ] x 100 + 100 x Z

indice lineare di van den Dool e Kratz

Dove z e z+1 sono il numero di atomi di carbonio degli alcani che eluiscono rispettivamente prima e dopo il componente i.

Gli indici di ritenzione così calcolati sono riproducibili, a parità di condizioni cromatografiche, con sufficiente precisione e possono essere utilizzati come parametro comparativo per l’identificazione dei componenti della miscela (Kovats E., 1958; Van Den Dool H. et al.,1963)

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La tecnica appena descritta per l’estrazione di sostanze volatili viene chiamata SPME, ovvero micro-estrazione in fase solida.

Condizioni analitiche:

 Temperatura dell’iniettore e della transfer line di 220°C e 240°C rispettivamente ;  Temperatura del forno programmata da 60°C a 240°C ;

 Iniezione spitles.

L’SPME non è una vera e propria estrazione, in quanto viene raggiunto un equilibrio dinamico tra l’analita nella matrice, l’analita nella fase gassosa e l’analita sulla fase stazionaria.

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3.2 RISULTATI

SPME Composizione della frazione volatile dei nettari extrafiorali della Mimosa

Costituenti

LRI

%

(Z)-3-hexenol 850 tr (E)-3-hexen-1-ol 860 6,2 (cis-meta)-mentha-2,8-diene 983 tr 6-methyl-5-hepten-2-one 988 tr 2-pentylfuran 995 0,2 (Z)-3-hexenol acetate 1007 48,5 (E)-2-hexenol acetate 1018 0,3 (E)-β-ocimene 1051 2,3 γ-terpinene 1062 tr 1-octanol 1073 tr nonanal 1103 0,3 cis-rose oxide 1111 tr cis-p-mentha-2,8-dien-1-ol 1138 tr (Z)-3-hexenyl-isobutyrate 1145 0,5 2-ethylhexyl acetate 1159 tr ethyl benzoate 1171 0,1 1-nonanol 1172 tr menthol 1175 0,3 (Z)-3-hexenyl butyrate 1186 1,3 hexyl butyrate 1191 tr hexenyl butyrate 1194 tr dihydro citronellol 1196 0,3 decanal 1205 0,2 3-methyl-3-hexen-1yl butanoate 1236 1,3 theaspirane 1299 0,2 α-longipinene 1351 0,6 longicyclene 1373 9,2 α-copaene 1376 0,3 cis-3-hexenyl hexanoate 1383 tr cyperene 1398 tr n-tetradecane 1400 tr longifolene 1403 0,2 α-gurjunene 1410 2,0 β-caryophyllene 1418 19,6 β-copaene 1429 tr (Z)-β-farnesene 1444 0,1 α-himachalene 1448 0,3

40 α-humulene 1455 1,0 α-acoradiene 1464 tr 9-epi-(E)-caryophyllene 1467 0,4 γ-muurolene 1477 0,2 α-amorphene 1480 0,7 cis-β-guaiene 1490 0,1 (E,E)-α-farnesene 1508 1,9 lilial 1527 tr (Z)-3-hexenyl benzoate 1570 tr 1-tetradecanol 1680 0,2 n-heptadecane 1700 0,2 n-octadecane 1800 tr n-nonadecane 1900 tr Totale 99% CLASSI DI COMPOSTI DELLA MIMOSA: CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. IDROCAR. 3 2 2,3 MONOT. OSSIGEN. 4 2 0,6 SESQUIT. IDROCAR. 17 3 36,6 APO-CAROTENOIDI 1 / 0,2 DER. NON TERPENICI 25 13 59,3 TOTALE: 50 20 99

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La composizione della frazione volatile dei nettari extrafiorali della mimosa è costituito principalmente da derivati non terpenici con il 59,3%, cui fanno seguito i sesquiterpeni idrocarburi con il 36,6%.

Sono presenti anche i monoterpeni ossigenati, i monoterpeni idrocarburi e gli apocarotenoidi in piccole concentrazioni.

Fra i derivati non terpenici è lo (Z)-3-hexenol acetate con il 48,5% ad essere presente in maggior quantità.

Nel caso dei sesquiterpeni idrocarburi il β-caryophyllene con il 19,6% è il costituente principale.

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SPME Composizione della frazione volatile dei nettari extrafiorali di Passiflora

costituenti

LRI

%

6-methyl-5epten-2-one 987 tr 2-ethyl-3-methyl pyrazine 1001 tr o-methylanisole 1006 0,8 2-ethyl-1-exanol 1029 1,8 1-octanol 1073 0,2 dehydro linalool 1091 tr 1-undecene 1094 tr n-undecane 1100 0,6 (Z)-6-nonenal 1101 0,2 nonanal 1103 2,6 (Z)-2-undecene 1114 0,9 heptanol acetate 1115 tr camphor 1145 tr (Z)-2-nonenal 1152 0,3 pinocampheol 1170 0,6 ethyl benzoate 1171 0,2 menthol 1175 0,9 cryptone 1187 tr α-terpineol 1190 0,1 dihidro citronellol 1194 0,2 n-dodecane 1200 0,3 n-decanal 1205 2,7 2-phenoxy-ethanol 1226 6,8 3-methyl-3-hexen-1-yl butanoate 1236 0,8 1,4-dimethoxy-2-methyl-benzene 1241 2,6 hexyl-3-methyl butanoate 1243 0,7 (E)-2-decenal 1264 0,3 citronellyl formate 1277 0,3 bornyl acetate 1285 tr n-tridecane 1300 0,6 undecanal 1306 0,3 cyclosativene 1370 14,1 α-ylangene 1372 0,5 longicyclene 1373 9,0 α-copaene 1376 3,1 iso-longifolene 1387 0,3 β-cubebene 1390 0,5 β-elemene 1392 0,8 n-tetradecane 1400 0,9 β-longipinene 1401 tr

43 methyl-eugenol 1403 12,4 β-caryophyllene 1418 0,4 β-copaene 1429 1,6 γ-elemene 1433 tr aromadendrene 1441 0,2 geranylacetone 1454 5,0 γ-gurjunene 1474 1,3 β-chamigrene 1475 0,9 γ-muurolene 1477 0,9 cis-β-guaiene 1490 0,3 trans-β-guaiene 1500 18,6 δ-cadinene 1524 0,6 lilial 1527 0,2 n-hexadecane 1600 0,3 intermedeol 1667 0,2 n-heptadecane 1700 0,7 n-octadecane 1800 0,5 n-nonadecane 1900 0,4 Totale 98,50%

CLASSI DI COMPOSTI DELLA PASSIFLORA:

CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. OSSIGEN. 8 3 2,1 SESQUIT. IDROCAR. 18 2 53,1 SESQUIT. OSSIGEN. 1 / 0,2 APO-CAROTENOIDI 1 / 5 FENIL-PROPANOIDI 1 / 12,4 DER. NON TERPENICI 29 5 25,7

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La classe di composti presenti in maggior concentrazione nella frazione volatile della Passiflora sono i sesquiterpeni idrocarburi con il 53,1% , seguono i derivati non terpenici con il 25,7%, e i fenil-propanoidi con il 12,4%.

I monoterpeni ossigenati, i sesquiterpeni ossigenati, e gli apo-carotenoidi, sono presenti in piccole concentrazioni.

Fra i sesquiterpeni idrocarburi il trans-β-guaiene con il 18,6% è il composto presente in maggior concentrazione.

Fra i derivati non terpeni, il composto presente in maggior concentrazione è il 2-phenoxy-ethanol con il 6,8%.

45

SPME: Compoizione della frazione volatile dei nettari extrafiorali della Fava: costituenti LRI % (E)-3-hexenol 860 3,0 1-hexanol 870 1,9 methyl hexanoate 930 tr tricyclene 932 tr 1-octen-3-ol 980 1,0 6-methyl-5-epten-2-one 988 1,1 1-decene 991 1,2 (Z)-3-hexenol acetate 1008 29,3 n-hexyl acetate 1010 8,3 1,8-cineole 1035 1,6 trans-decahydronaphthalene 1058 tr Octanol 1072 0,2 Fenchone 1088 0,4 Linalool 1100 1,0 Nonanal 1103 3,1 Camphor 1145 0,7 neo-iso-pulegol 1146 0,1 2-ethylhexyl acetate 1159 tr Pinocampheol 1170 2,0 ethyl benzoate 1172 0,4 1-nonanol 1173 1,2 4-terpineol 1178 0,4 (Z)-3-hexenyl butyrate 1186 0,2 Methylsalicylate 1192 tr dihydro citronellol 1196 0,8 n-dodecane 1200 1,0 Decanal 1205 3,5 3-methyl-3-hexen-1-yl-butanoate 1236 tr (2E)-hexenyl-isovalerate 1247 tr linalool acetate 1259 0,5 1-decanol 1274 tr citronellyl formate 1278 0,4 nonanoic acid 1280 0,5 methyl-nerolate 1282 tr (E)-anethole 1283 0,4 2-undecanone 1293 tr Carvacrol 1299 tr n-tridecane 1300 tr Undecanal 1306 0,5 Eugenol 1359 0,4

46 α-copaene 1376 tr β-bourbonene 1384 0,2 n-tetradecane 1400 1,7 (Z)-caryophyllene 1405 0,1 Dodecanal 1408 0,5 β-cedrene 1417 tr (E)-caryophyllene 1418 15,2 cis-thujopsene 1430 1,0 Geranylacetone 1454 2,5 allo-aromadendrene 1461 tr germacrene D 1481 1,1 epi-cubebol 1495 tr n-pentadecane 1500 0,2 Tridecanal 1509 0,7 Globulol 1584 0,2 n-hexadecane 1600 0,6 Tetradecanal 1612 tr caryophylla,4(14),8(15)-dien-5-β-ol 1636 tr n-heptadecane 1700 0,5 n-octadecane 1800 0,2 Manool 2057 0,2 Totale: 90%

CLASSI DI COMPOSTI DELLA FAVA

CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. IDROCAR. 1 1 / MONOT. OSSIGEN. 12 2 7,9 SESQUIT. IDROCAR. 8 3 17,6 SESQUIT. OSSIGEN. 3 2 0,2 APO-CAROTENOIDI 1 / 2,5 FENIL-PROPANOIDI 2 / 0,8

47 DITERPENI OSSIGEN. 1 / 0,2 DER. NON TERPENICI 33 10 60,8 TOTALE: 61 18 90

I derivati non terpenici con il 60,8% sono la classe di composti presente in maggior concentrazione nella frazione volatile della Fava. Seguono i sesquiterpeni idrocarburi con il 17,6% e i monoterpeni ossigenati con il 7,9%.

I sesquiterpeni ossigenati, gli apo-carotenoidi, i fenil-propanoidi e i diterpeni ossigenati sono presenti in piccole concentrazioni.

Con il 29,3% lo (Z)-3-hexenol-acetate è il costituente principale fra i derivati non terpenici.

L’(E)-caryophyllene (15,2%) fra i sesquiterpeni idrocarburi e il pinocampheol (2,04%) fra i monoterpeni ossigenati.

48

SPME composizione della frazione volatile dei nettari extrafiorali del Ciliegio

costituenti

LRI

%

(E)-2-hexenal 856 0,4 1-hexanol 870 2,7 1-decene 991 0,8 (Z)-3-hexenol acetate 1008 0,2 1-hexyl acetate 1010 0,2 p-cymene 1027 tr (Z)-β-ocimene 1041 0,9 (E)-β-ocimene 1051 9,3 1-octanol 1072 0,2 dihydromyrcenol 1074 0,4 trans-sabinene-hydrate 1100 15,4 nonanal 1103 tr ethylbenzoate 1171 0,2 1-nonanol 1172 0,2

cis-linalool oxide (pyranoid) 1174 0,8 methylsalicylate 1192 0,8 (E)-2-hexenyl-butyrate 1193 1,6 dihydro citronellol 1196 1,5 n-dodecane 1200 0,2 decanal 1205 0,7 3-methyl-3-hexen-1-yl butanoate 1236 tr (2Z)-hexenyl isovalerate 1245 1,6 (2E)-hexenyl isovalerate 1247 4,0 n-tridecane 1300 0,2 undecanal 1306 0,3 hexyltiglate 1332 0,3 α-cubebene 1351 0,2 1-undecanol 1372 0,8 β-elemene 1392 1,5 (Z)-jasmone 1395 13,4 (E)-caryophyllene 1418 21,8 γ-elemene 1433 0,6 α-humulene 1455 2,1 germacrene D 1481 0,6 n-pentadecane 1500 0,3 (E,E)-α-farnesene 1508 1,3 δ-cadinene 1524 tr (E)-nerolidol 1565 0,2 caryophyllene oxyde 1582 0,7 (E)-2-hexenyl benzoate 1584 0,2

49 n-hexadecane 1600 tr n-heptadecane 1700 tr Totale 86,60%

CLASSI DI COMPOSTI DEL CILIEGIO: CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. IDROCAR. 3 1 10,2 MONOT. OSSIGEN. 4 / 18,1 SESQUIT. IDROCAR. 8 1 28,1 SESQUIT. OSSIGEN. 2 / 0,9 DER. NON TERPENICI 25 4 29,3 TOTALE: 42 6 86,6

50

SPME: Composizione della frazione volatile del nettare fiorale del Ciliegio

_costituenti

_ki

_%

lilac aldehyde B 1147 32,63 lilac aldehyde A 1155 39,01 lilac aldehyde C 1160 18,76 lilac alcohol A 1201 0,22 lilac alcohol B 1216 0,67 lilac alcohol D 1230 0,15 p-anisaldehyde 1255 3,65 Totale: 95,09%

Classi di composti del nettare fiorale del Ciliegio:

Classi di composti tot. Composti %

Monoterpeni ossigenati 6 91,44 Derivati non terpenici 1 3,65 totale 7 95,09

51

La classe di composti presenti in maggior concentrazione nella frazione volatile del nettare fiorale di Ciliegio sono: con il 29,3% i derivati non terpenici; con il 28,1% i sesquiterpeni idrocarburi, con il 18,1% i monoterpeni ossigenati, con il 10,2% i monoterpeni idrocarburi.

I sesquiterpeni ossigenati sono presenti in piccole concentrazioni.

Il costituente principale fra:

 I derivati non terpenici è lo (Z)-jasmone con il 13,4%.

 I sesquiterpeni idrocarburi è l’ (E)-caryophyllene con il 21,8%..  I monoterpeni ossigenati è il trans-sabinene-idrate con il 15,4%.  I monoterpeni idrocarburi è l’ (E)-β-ocimene con il 9,3%.

Per quanto riguarda la pianta del ciliegio è stata esaminata anche la composizione della frazione volatile del nettare fiorale.

Si è notata che la composizione del nettare fiorale è nettamente diversa da quella extrafiorale.

52

SPME: Composizione della frazione volatile dei nettari extrafiorali di Mandorlo:

_Costituenti

_LRI

_%

(E)-3-hexen-1-ol 860 1,3 1-hexanol 870 0,6 Benzaldheyde 963 0,6 6-methyl-5-hepten-2-one 987 tr Myrcene 992 0,2 (Z)-3-hexenol acetate 1008 6,4 n-hexyl acetate 1010 0,3 o-cymene 1023 tr (Z)-β-ocimene 1041 0,3 (E)-β-ocimene 1051 6,0 γ-terpinene 1062 tr

cis-linalool oxide (furanoid) 1076 tr

trans-linalool oxide (furanoid) 1090 tr

Perillene 1099 1,2 Linalool 1100 4,5 2-methyl-6-methylene-1,7-octadien-3-one 1117 60,3 allo-ocimene 1131 tr (Z)-3-hexenyl isobutyrate 1145 tr (Z)-3-hexenyl butyrate 1186 0,7 1-hexyl butyrate 1191 tr n-dodecane 1200 tr Decanal 1205 0,4 3-methyl-3-hexen-1-yl butanoate 1236 0,4 1-hexyl-3-methyl butanoate 1243 tr citronellyl formate 1278 tr n-tridecane 1300 tr benzyl butyrate 1348 tr α-copaene 1376 0,7 β-bourbonene 1384 2,6 β-cubebene 1390 tr β-elemene 1392 tr n-tetradecane 1400 0,4 β-caryophyllene 1418 6,1 β-copaene 1429 0,7 α-guaiene 1440 0,2 Aromadendrene 1442 tr α-humulene 1455 1,3 allo-aromadendrene 1461 0,5 germacrene D 1481 0,4 n-pentadecane 1500 0,5

53 β-curcumene 1513 0,7 δ-cadinene 1524 tr (E)-nerolidol 1565 tr (Z)-3-hexenyl-benzoate 1570 0,3 n-hexadecane 1600 tr Totale: 97,60%

CLASSI DI COMPOSTI DEL MANDORLO: CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. IDROCAR. 5 2 6,5 MONOT. OSSIGEN. 6 4 5,7 SESQUIT. IDROCAR. 13 4 13,2 SESQUIT. OSSIGEN. 1 1 / DER. NON TERPENICI 20 8 72,2 TOTALE: 45 19 97,6

54

La classe di composti presenti in maggior quantità nella frazione volatile della pianta del Mandorlo sono con il 72,2% i derivati non terpenici, a cui fanno seguito i sesquiterpeni idrocarburi con il 13,2%.

In piccole concentrazioni sono presenti anche: i monoterpeni idrocarburi ed ossigenati.

Il 2-methyl-6-methylene-1,7-octadien-3-one con il 60,3% è il costituente principale fra i derivati non terpenici, mentre il β-caryophyllene con il 6,1% lo è fra i sesquiterpeni idrocarburi.

55

SPME Composizione dela frazione volatile dei nettari extrafiorali Albicocco:

Costituenti

LRI

%

(E)-3-hexenol 860 1,8 1-hexanol 869 1,1 α-pinene 940 0,1 Camphene 954 0,3 Benzaldehyde 963 tr (cis,meta)-mentha-2,8-diene 983 tr 6-methyl-5-hepten-2-one 988 tr Myrcene 992 0,4 (Z)-3-hexenol acetate 1008 2,6 1-hexyl acetate 1010 0,2 Limonene 1032 0,2 (Z)-β-ocimene 1041 0,3 (E)-β-ocimene 1052 16,5

cis-linalool oxide (furanoid) 1076 0,5

trans-linalool oxide (furanoid) 1090 1,5 Linalool 1100 13,8 2-methyl-6-methylene-1,7-octadien-3-one 1117 44,0 allo-ocimene 1131 tr Camphor 1145 0,1

cis-linalool oxide (pyranoid) 1174 0,3

trans-linalool oxide (pyranoid) 1177 0,3 Myrtenol 1184 tr (Z)-3-hexenyl butyrate 1186 0,3 Methylsalicylate 1192 tr Decanal 1205 0,3 cis-carvone oxido 1263 tr citronellyl formate 1277 tr Undecanal 1306 tr α-cubebene 1351 tr α-copaene 1376 0,2 β-bourbonene 1384 0,6 β-cubebene 1390 tr β-elemene 1392 0,2 (Z)-jasmone 1395 2,5 (Z)-caryophyllene 1405 tr α-gurjunene 1410 tr (E)-caryophyllene 1418 6,1 β-gurjunene 1432 0,4 α-humulene 1455 2,4 allo-aromadendrene 1461 0,2

56 germacrene D 1481 1,0 trans-β-guaiene 1500 0,2 γ-patchoulene 1502 0,1 (E,E)-α-farnesene 1508 0,4 trans-γ-cadinene 1513 0,2 δ-cadinene 1524 0,4 caryophyllene oxide 1582 tr n-hexadecane 1600 tr n-heptadecane 1700 tr Totale: 99,50%

CLASSI DI COMPOSTI DELL’ ALBICOCCO: CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. IDROCAR. 7 1 17,8 MONOT. OSSIGEN. 11 4 60,5 SESQUIT. IDROCAR. 17 4 12,4 SESQIUT. OSSIGEN. 1 1 / DER. NON TERPENICI 13 6 8,8 TOTALE: 49 16 99,5

57

I monoterpeni ossigenati con il 60,5% sono la classe di composti principali della frazione volatile dell’Albicocco. Seguono i monoterpeni idrocarburi con il 17,8% e i sesquiterpeni idrocarburi con il 12,4%. I derivati non terpenici con 8,8% sono la classe di composti presente in quantità minore.

I costituenti principali di ciascuna classe sono:

 Per i monoterpeni ossigenati: 2-methyl-6-methylene-1,7-octadien-3-one con il 44%  Per i monoterpeni idrocarburi: (E)-β-ocimene con il 16,5%

 Per i sesquiterpeni idrocarburi: (E)-caryophyllene con il 6,1%  Per i derivati non terpenici: (Z)-3-hexenol-acetate con il 2,6%

58

SPME: Composizione della frazione volatile dei nettari exstrafiorali del Susino:

costituenti

LRI

%

hexanal 805 0,2 (E)-3-hexen-1-ol 860 1,8 (E)-2-hexen-1-ol 873 14,7 myrcene 992 tr (Z)-3-hexenol acetate 1008 0,5 1-hexyl acetate 1010 0,6 (E)-2-hexenol acetate 1018 1,2 p-cymene 1027 tr limonene 1032 0,7 (Z)-β-ocimene 1041 0,4 phenylacetaldehyde 1045 tr (E)-β-ocimene 1051 10,2 allyl-hexanoate 1083 0,2 fenchone 1089 0,5 trans-sabinene idrate 1100 3,3 nonanal 1103 tr (E)-2-hexen-1-ol propanoate 1111 0,2 phenylethylalcohl 1113 tr allo-ocimene 1130 tr camphor 1145 0,4 2-ethyl-hexyl acetate 1159 0,8 menthol 1175 tr (Z)-3-hexenyl butyrate 1186 0,3 methylsalicylate 1192 1,1 (E)-2-hexenyl butyrate 1193 6,2 decanal 1205 0,2 3-methyl-3-hexen-1-yl butanoate 1236 0,3 hexyl-3-methyl butanoate 1243 4,6 ethylsalicylate 1270 0,1 bornyl acetate 1285 tr n-tridecane 1300 0,3 hexyltiglate 1332 0,2 (E)-2-hexenyl tiglate 1338 1,4 δ-elemene 1340 tr α-cubebene 1351 0,1 α-copaene 1376 tr β-bourbonene 1384 0,4 β-elemene 1392 1,3 (Z)-yasmone 1396 2,8 (Z)-caryophyllene 1405 tr

59 dodecanal 1408 0,1 (E)-caryophyllene 1418 22,9 γ-elemene 1433 1,7 aromadendrene 1441 tr α-humulene 1455 2,1 alloaromadendrene 1461 0,3 cis-muurola-4(14),5-diene 1462 0,2 germacrene D 1481 5,1 bicyclogermacrene 1495 0,3 n-pentadecane 1500 0,4 γ-patchoulene 1502 0,3 β-curcumene 1512 3,3 trans-γ-cadinene 1513 tr δ-cadinene 1524 0,2 caryophyllene-oxide 1582 0,4 n-hexadecane 1600 0,4 tetradecanal 1612 tr n-heptadecane 1700 0,4 n-octadecane 1800 0,1 Totale 93,20%

CLASSI DI COMPOSTI DEL SUSINO: CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. IDROCAR. 5 2 11,3 MONOT. OSSIGEN. 6 3 4,2 SESQUIT. IDROCAR. 18 5 38,2 SESQUIT. OSSIGEN. 1 / 0,4 DER. NON TERPENICI 29 4 39,1 TOTALE: 59 14 93,2

60

Per quanto riguarda la pianta del Susino, i derivati non terpenici con il 39,1% sono la classe di composti presente in maggior concentrazione. Dopo di che, abbiamo i sesquiterpeni idrocarburi con il 38,2%, infine con l’11,3% sono presenti i monoterpeni idrocarburi.

Con concentrazioni minime sono presenti anche i monoterpeni e sesquiterpeni ossigenati.

Fra i derivati non terpenici il costituente principale è l’ (E)-2-hexenol con il 14,7%

Fra i sesquiterpeni idrocarburi è l’(E)-caryophyllene con il 22,9%, mentre fra i monoterpeni idrocarburi l’ (E)-β-ocimene con il 10,2%

61

SPME Composizione della frazione volatile dei nettari extrafiorali del Sambuco:

costituenti

LRI

%

hexanal 805 0,3 (E)-3-hexenol 857 2,2 1-hexanol 870 2,2 allyl-butyrate 885 0,9 methyl hexanoate 930 tr 6-methyl-5-hepten-2-ol 978 tr 6-methyl-5-hepten-2-one 988 0,2 (Z)-3-hexenol acetate 1008 12,2 1-hexyl acetate 1010 4,8 limonene 1032 tr 1-pentyl isobutyrate 1057 tr 1-octanol 1073 tr n-undecane 1099 tr nonanal 1103 0,7 hexyl isobutyrate 1151 tr (Z)-2-nonenal 1152 tr neo-menthol 1166 tr menthol 1175 0,4 hexylbutyrate 1191 tr methylsalicylate 1192 tr n-dodecane 1200 tr decanal 1205 1,7 3-methyl-3-hexen-1-yl butanoate 1236 tr 1-decanol 1273 0,3 citronellyl formate 1277 0,3 nonanoic acid 1280 tr (E)-anethole 1283 0,2 bornyl acetate 1285 0,2 thymol 1291 0,3 carvacrol 1299 0,3 undec-10-en-1-al 1300 0,2 undecanal 1306 0,3 (Z)-dimethoxy citral 1318 0,2 α-cubebene 1351 0,4 cyclosativene 1370 tr isoledene 1374 0,3 α-copaene 1376 2,2 β-bourbonene 1384 11,3 β-cubebene 1390 0,7 β-elemene 1392 tr

62 n-tetradecane 1400 0,3 β-longipinene 1401 tr (Z)-cariophyllene 1405 0,2 β-ylangene 1414 tr β-cedrene 1418 26,1 β-gurjunene 1432 9,5 cis-muurola-3,5-diene 1447 0,4 α-himachalene 1449 0,2 (E)-geranyl-acetone 1454 4,0 α-humulene 1455 2,6 allo-aromadendrene 1461 0,9 cis-muurola-4(14),5-diene 1462 0,3 γ-muurolene 1477 0,5 germacrene D 1481 5,3 (E,E)-α-farnesene 1508 0,6 trans-γ-cadinene 1513 1,1 δ-cadinene 1524 0,3 α-cadinene 1538 tr caryophyllene oxyde 1582 tr tetradecanal 1612 tr n-heptadecane 1700 tr Totale: 95,40%

CLASSI DI COMPOSTI DEL SAMBUCO: CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. IDROCAR. 1 1 / MONOT. OSSIGEN. 7 1 1,7 SESQUIT. IDROCAR. 23 5 62,9 SESQUIT. OSSIGEN. 1 1 / APO-CAROTENOIDI 1 / 4,0 FENIL-PROPANOIDI 1 / 0,2

63

DER. NON

TERPENICI 27 14 26,3

TOTALE: 61 22 95,1

Con il 62,9% i sesquiterpeni idrocarburi sono la classe di composti presenti in maggior concentrazione nella frazione volatile del Sambuco. Con il 26,3% seguono i derivati non terpenici.

In concentrazioni minime sono presenti i monoterpeni ossigenati, gli apo-carotenoidi, e i fenil-propanoidi.

Fra i sesquiterpeni idrocarburi il costituente principale è il β-cedrene con il 26,1%, mentre fra i derivati non terpenici è lo (Z)-3-hexenol-acetate con il 12,2%

64

SPME: Composizione della frazione volatile dei nettari extrafiorali dell'Ailanto:

_costituenti

_LRI

_%

(E)-3-hexenol 860 20,6 1-hexanol 870 8,0 (Z)-3-hexenol acetate 1008 12,8 1-hexyl acetate 1010 0,2 ipsenol 1100 0,1 nonanal 1103 0,1 (Z)-3-hexenyl isobutyrate 1145 0,2 menthol 1175 tr (Z)-3-hexenyl butyrate 1186 1,2 hexylbutyrate 1191 tr 3-methyl-3-hexen-1-yl butanoate 1236 1,6 (2Z)-hexenyl isovalerate 1245 0,2 n-tridecane 1300 tr δ-elemene 1340 0,2 α-cubebene 1351 0,7 α-ylangene 1372 tr longiciclene 1373 tr α-copaene 1376 1,7 β-bourbonene 1384 3,1 β-cubebene 1390 0,8 β-elemene 1392 0,3 (Z)-jasmone 1395 0,6 (Z)-caryophyllene 1405 tr (E)-caryophyllene 1418 17,0 β-copaene 1429 2,3 cis-muurola-3,5-diene 1447 0,3 α-himachalene 1449 tr α-humulene 1455 3,9 cis-muurola-1,(14),5-diene 1462 0,3 trans-cadina-1,(6),4-diene 1470 0,1 γ-muurolene 1477 0,1 germacrene D 1481 18,3 bicyclogermacrene 1495 0,7 γ-patchoulene 1502 0,9 (Z)-γ-bisabolene 1515 1,2 δ-cadinene 1524 0,5 n-hexadecane 1600 0,1 n-octadecane 1800 tr Totale: 98,10%

65 CLASSI DI COMPOSTI DELL’ AILANTO: CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. OSSIGEN. 2 1 0,1 SESQUIT. IDROCAR. 22 4 52,4 DER. NON TERPENICI 14 3 45,6 TOTALE: 38 8 98,1

La composizione della frazione volatile del nettare extrafiorale dell’ Ailanto è costituita per il 52,4% da sesquiterpeni idrocarburi e dal 45,6% da derivati non terpenici. Solo in piccole concentrazioni sono presenti anche i monoterpeni ossigenati.

Il germacrene D con il 18,3% è il costituente principale dei sesquiterpeni idrocarburi, mentre l’ (E)-3-hexenol con il 20,6% è il costituente principale dei derivati non terpenici.

66

SPME: Composizione della frazione volatile dei nettari extrafiorali del Ricino:

_costituenti

_LRI

_%

allyl butyrate 885 11,2 2,5-dimethyl-pyrazine 912 0,6 pentyl-propanoate 1007 1,2 2-isobutyl-thiazole 1035 0,8 (Z)-β-ocimene 1041 2,8 (E)-β-ocimene 1052 0,9 methyl benzoate 1091 2,0 n-undecane 1100 1,5 nonanal 1103 3,4 allo-ocimene 1130 0,7 ethyl benzoate 1172 tr octanoic acid 1176 0,5 methylsalicylate 1192 35,5 n-dodecane 1200 6,6 decanal 1205 2,0 3-methyl-3-hexen-1-yl butanoate 1236 2,5 hexyl-2-methyl butyrate 1243 tr nonanoic acid 1280 tr n-tridecane 1300 4,1 p-acetanisole 1352 2,0 n-tetradecane 1400 6,6 dodecanal 1408 tr β-caryophyllene 1418 1,9 cis-muurola-3,5-diene 1447 tr (E)-geranylacetone 1454 0,4 β-acoradiene 1471 1,4 δ-cadinene 1524 tr n-hexadecane 1600 tr n-heptadecane 1700 1,3 isolongifolol 1726 1,1 n-nonadecane 1900 1,1 Totale: 92,10%

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CLASSI DI COMPOSTI DEL RICINO: CLASSI DI COMPOSTI: N° COSTIT. N° TRACCE % MONOT. IDROCAR. 3 / 4,4 SESQUIT. IDROCAR. 4 2 3,3 SESQUIT. OSSIGEN. 1 / 1,1 APO-CAROTENOIDI 1 / 0,4 DER. NON TERPENICI 22 5 82,9 TOTALE: 31 7 92,1

I derivati non terpenici con 82,9% sono la principale classe di composti presente nella frazione volatile del ricino.

Oltre a questa classe abbiamo anche i monoterpeni idrocarburi, i sesquiterpeni idrocarburi, i sesquiterpeni ossigenati, e gli apo-carotenoidi presenti in piccole concentrazioni.

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3.3 SOSTANZE VOLATILI:

Le piante sintetizzano ed emettono una grande varietà di composti organici volatili, come:  Terpeni;

 Benzeni e fenil-propanoidi.

Mentre alcuni tipi di volatili sono in comune in quasi tutte le piante, altri si trovano solo in alcune (Eran P et al.,2002)

Queste sostanze sono in gran parte prodotti lipofili con massa molecolare sotto 300 (Dudareva N et al.,2004)

TERPENI:

Sono biomolecole, possono essere lineari, ciclici o entrambi.

Sono formati dall’unione di molecole di ISOPRENE (per questo chiamati anche isoprenoidi), il legame avviene quasi sempre testa-coda.

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In base al numero di unità isopreniche contenute (C5H8), si ha la seguente classificazione:

Classificazione Unità isopreniche Atomi di carbonio emiterpeni 1 5 monoterpeni 2 10 sesquiterpeni 3 15 diterpeni 4 20 sesterpeni 5 25 triterpeni 6 30 politerpeni >6 >30

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Il rilascio di composti volatili, fornisce un modo di comunicare con organismi in larghe distanze.

L’enorme varietà di metaboliti emessi, suggerisce che i composti volatili, possono fornire un linguaggio dettagliato per la comunicazione.

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3.4 INDAGINE STATISTICA

HCA composti

Hierarchical Clustering

Method = Ward

Dendrogram

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PCA composti > 1%

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L'analisi statistica multivariata eseguita sui costituenti volatili per mezzo della tecnica HCA (Hierarchical Cluster Analysis) permette di evidenziare due gruppi principali, costituiti rispettivamente da mimosa, fava, passiflora, sambuco, ciliegio, susino, ailanto, ricino (gruppo A) e da albicocco e mandorlo (gruppo B). Il gruppo A, a sua volta, può essere ulteriormente suddiviso in due sottogruppi formati da acacia e fava (sottogruppo A1) e da passiflora, sambuco, ciliegio, susino, ailanto, ricino (sottogruppo A2).

Questo andamento è confermato dall'analisi PCA (Principal Component Analysis), in cui si evidenziano le due specie del gruppo B isolate nel quadrante superiore destro, mentre tutte le altre hanno scores sulla parte negativa dell'asse PC1. Queste ultime specie vengono perfettamente discriminate (con l'unica eccezione dell'ailanto) dai rispettivi scores, positivi o negativi, sull'asse PC2. L'esame dei loadings dei singoli composti permette di individuare in (E)-β-ocimene, linalolo, perillene e trans-linalolo ossido i composti che distinguono la coppia del gruppo B, albicocco e mandorlo. Acacia e vicia (sottogruppo A1) devono invece la loro somiglianza alla presenza di (Z)-3-esenil acetato, α-gurjunene, (E,E)-α-farnesene, β-cariofillene e (E)-3-esen-1-olo. I membri del sottogruppo A2 vengono così riuniti per la produzione di esteri alifatici quali (E)-2-esenil tiglato, (Z)-2-esenil isovalerato, (E)-2-esenil isovalerato, (E)-2-esenil butirrato, di idrocaburi sesquiterpenici come longiciclene, β-elemene, trans-β-guaiene, α-copaene e di idrocarburi alifatici lineari da C11 a C14. Il posizionamento dell'ailanto nel quadrante superiore sinistro è dovuto invece alla produzione di composti volatili quali 1-decene, 1-esanolo, 1-esil acetato, germacrene D e diidrocitronellolo.

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CONCLUSIONI:

La presenza dei nettari extrafiorali è stata accertata in più di 2000 specie di piante appartenenti a più di 64 famiglie, e di questi sono state descritte le varie morfologie e le diverse localizzazioni presenti sulle parti non riproduttive delle piante.

La nostra indagine è mirata all’identificazione dei composti volatili emessi dai nettari extrafiorali, che ha messo in evidenza alcune somiglianze e differenze di composizione in relazione alle diverse specie esaminate.

Alcuni esempi:

Le coppie Ciliegio-Susino e Albicocco-Mandorlo appartenenti alla stessa famiglia delle Rosaceae, mostrano una stretta correlazione tra loro.

Anche le coppie Passiflora-Sambuco e Mimosa-Fava mostrano delle somiglianze pur appartenendo a famiglie botanicamente differenti.

Abbiamo notato che le principali classi di composti presenti nella frazione volatile dei nettari extrafiorali delle piante esaminate sono i derivati non terpenici e gli idrocarburi sesquiterpenici.

Tra i derivati non terpenici i costituenti identificati più frequentemente sono: (Z)-3-hexenol acetate e methylsalicylate, mentre fra gli idrocarburi sesquiterpenici abbiamo β-caryophyllene e germacrene D.

Non esistendo precedenti studi su questo argomento, può essere ampliata questa ricerca ad altre piante contenenti nettari extrafiorali per verificare ulteriori modelli di emissione di composti volatili e avere una maggiore comprensione sul loro ruolo in natura.

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