1. Compartimentalizzazione ionica:
Le piante di quinoa mostrano un'efficiente compartimentazione ionica per far fronte a livelli elevati di salinità. Accumulano ioni di sale in eccesso, principalmente sodio (Na+) e cloruro (Cl-), in strutture specializzate chiamate vacuoli all'interno delle cellule della radice e della foglia. Questo sequestro previene l'accumulo di sali tossici nel citoplasma, proteggendo i componenti cellulari e mantenendo i processi metabolici.
2. Sviluppo delle ghiandole saline:
Le piante di quinoa sviluppano ghiandole saline specializzate sulla superficie fogliare, situate principalmente sulle punte e sui bordi delle foglie. Queste ghiandole trasportano e secernono attivamente gli ioni di sale in eccesso fuori dalla pianta, riducendo ulteriormente la concentrazione interna di sale e prevenendo danni ai tessuti.
3. Regolazione del trasporto di ioni:
Le piante di quinoa mostrano uno stretto controllo sul trasporto degli ioni attraverso le membrane cellulari. Regolano l'espressione e l'attività dei trasportatori ionici, come gli antiportatori Na+/H+ e le H+-ATPasi, per mantenere un equilibrio ionico ottimale. Questi trasportatori facilitano la compartimentazione degli ioni Na+ e Cl- nei vacuoli e controllano il loro movimento attraverso i tessuti delle radici e delle foglie, prevenendo un eccessivo accumulo di sali.
4. Accumulo di osmoliti:
Per contrastare lo stress osmotico causato da elevate concentrazioni di sale, le piante di quinoa accumulano nelle loro cellule soluti compatibili, noti anche come osmoliti. Questi osmoliti includono carboidrati solubili, come saccarosio e fruttani, nonché aminoacidi e glicina betaina. L'accumulo di osmoliti aiuta a mantenere il turgore cellulare, preservando la struttura e la funzione cellulare in condizioni saline.
5. Difesa antiossidante:
L’elevata salinità può indurre stress ossidativo generando specie reattive dell’ossigeno (ROS), che possono danneggiare i componenti cellulari e inibire la crescita. Le piante di quinoa possiedono efficienti meccanismi di difesa antiossidante per mitigare gli effetti dannosi dei ROS. Producono antiossidanti, come acido ascorbico (vitamina C), glutatione ed enzimi come superossido dismutasi (SOD), catalasi (CAT) e ascorbato perossidasi (APX), per eliminare i ROS e proteggere le strutture cellulari.
Questi adattamenti fisiologici e molecolari consentono alle piante di quinoa di resistere e prosperare in terreni salini. Regolando l’omeostasi ionica, compartimentando il sale in eccesso, accumulando soluti compatibili e attivando meccanismi di difesa antiossidanti, la quinoa dimostra una notevole resilienza allo stress salino. Queste caratteristiche la rendono una coltura promettente per la coltivazione in ambienti marginali, migliorando la sicurezza alimentare e l’agricoltura sostenibile nelle regioni colpite dalla salinità del suolo.
