1. Mobilitazione e trasporto dei nutrienti :
- Durante la crescita vegetativa, le piante catturano i nutrienti dal suolo e dall'atmosfera attraverso le radici e le foglie.
- Quando la pianta si prepara ad entrare in una fase dormiente o a produrre strutture di stoccaggio specializzate, inizia a mobilitare questi nutrienti dai tessuti vegetativi.
- I nutrienti come carboidrati, proteine e minerali vengono trasportati dalle foglie e dagli steli agli organi di stoccaggio in via di sviluppo.
2. Metabolismo dei carboidrati :
- Le piante convertono gli zuccheri in eccesso prodotti durante la fotosintesi in composti di stoccaggio, principalmente amido.
- La sintesi dell'amido comporta la conversione del glucosio-1-fosfato in ADP-glucosio, che viene poi polimerizzato in molecole di amido.
- L'amido si accumula in plastidi specializzati chiamati amiloplasti all'interno degli organi di stoccaggio.
3. Metabolismo dei lipidi :
- Alcune piante immagazzinano energia sotto forma di lipidi, in particolare sotto forma di triacilgliceroli (grassi).
- La sintesi degli acidi grassi avviene nel citoplasma, dove l'acetil-CoA viene convertito in malonil-CoA e quindi allungato per formare catene di acidi grassi.
- Questi acidi grassi vengono esterificati con il glicerolo per formare triacilgliceroli, che vengono immagazzinati in goccioline lipidiche all'interno dei tessuti di deposito.
4. Metabolismo proteico :
- Le piante accumulano proteine anche come forma di accumulo di energia.
- Durante lo sviluppo del seme, ad esempio, proteine specifiche chiamate proteine di stoccaggio o proteine di stoccaggio del seme vengono sintetizzate e depositate nei corpi proteici all'interno del seme.
- Queste proteine servono come fonte di azoto per la piantina in via di sviluppo durante la germinazione.
5. Conversione dei tessuti vegetativi :
- Alcuni organi di immagazzinamento, come radici e tuberi, sono strutture vegetative modificate.
- Nelle colture a radice, come carote o patate dolci, le radici si gonfiano e diventano carnose a causa dell'accumulo di amido, zuccheri e altri nutrienti.
- Allo stesso modo, nei tuberi come le patate, i fusti sotterranei (stoloni) si allargano e immagazzinano amido e proteine.
6. Regolazione e controllo ormonale :
- La produzione degli organi di deposito è regolata da vari ormoni vegetali, tra cui l'acido abscissico (ABA), le gibberelline (GA) e le citochinine (CK).
- L'ABA svolge un ruolo cruciale nel promuovere la transizione verso una fase orientata allo stoccaggio, inibendo la crescita vegetativa e avviando la mobilitazione dei nutrienti.
- GA e CK, invece, intervengono nella regolazione dell'equilibrio tra crescita vegetativa e sviluppo degli organi di deposito.
Comprendere i processi alla base della produzione di organi ad alto contenuto di energia nelle piante è essenziale per migliorare i raccolti e garantire la sicurezza alimentare. Manipolando questi processi attraverso l’ingegneria genetica o pratiche agronomiche, gli scienziati possono migliorare la produzione di organi di stoccaggio ricchi di sostanze nutritive, a vantaggio dell’agricoltura e della nutrizione umana.
