Soiurile locale de cartofi de pe Muntele Amiata au devenit în centrul atenției cercetătorilor italieni, care subliniază importanța conservării patrimoniului cartofului pentru ameliorarea soiurilor rezistente la climă.
Varietatea cartofilor uimește de fiecare dată
Cartoful (Solanum tuberosum L.) este una dintre cele mai importante culturi agricole din lume, servind drept sursă de hrană pentru milioane de oameni.
Cartofii sunt originari din regiunea andină a Americii de Sud, dar numeroase soiuri din genul Solanum au evoluat pentru a produce soiurile cunoscute astăzi.
Există peste 2000 de specii cunoscute de Solanum, dintre care doar 160-180 produc tuberculi. Majoritatea sunt folosite ca hrană, S. tuberosum fiind cea mai cultivată în lume. Astăzi, cartofii sunt cultivați în peste o sută de țări.
Conform Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO), cartofii sunt cea mai răspândită cultură după cereale (grâu, orez și porumb) și sunt incluși în dieta aproape tuturor țărilor. În 2023, producția globală de cartofi a ajuns la 375 de milioane de tone, recoltați pe peste 19 milioane de hectare.
Din această producție, 50,4% provine din Asia (China și India), 31,4% din Europa, 11,4% din America și 6,4% din Africa.
În ultimii ani, suprafața cultivată cu cartofi în Italia a fost de aproximativ 50.000 de hectare, cu o producție națională totală medie de aproximativ 1.400.000 de tone pe an și un randament mediu de aproximativ 30 de tone pe hectar, regiunile Piemont, Emilia-Romagna și Lombardia fiind cele mai productive.
În acest studiu, au fost examinate trei soiuri locale de cartofi de pe Muntele Amiata (Grosseto, Toscana, Italia): „Biancona del Faggeto”, caracterizată printr-o formă alungită și o coajă bej deschis, „Quarantina delle Macchie”, cu formă rotundă și coajă galbenă, ochi medii-adânci și pulpă cremoasă, și „Rossa delle Macchie”, cu formă ovală și coajă roșiatică-brună, ochi roșii superficiali și pulpă galben pal.
Condițiile orografice unice ale domului de lavă de pe Muntele Amiata au creat din punct de vedere istoric o formă de izolare care a favorizat dezvoltarea speciilor native, în timp ce curgerile de lavă antice, bogate în minerale, au contribuit semnificativ la fertilitatea solului.
Cercetări ample în zonă au dus la identificarea doar a acestor soiuri locale; Acestea au fost cultivate în ciuda caracteristicilor lor de productivitate mai scăzută, în principal datorită gustului superior al pulpei și capacității de a fi depozitate și utilizate ca aliment timp de câteva luni după recoltare, fără niciun tratament chimic sau refrigerare.
Studiul a intervievat mai întâi fermieri și locuitori locali pentru a aduna dovezi ale prezenței soiurilor locale de cartofi. După doi ani de cercetări, s-a descoperit că doar trei soiuri suspecte erau prezente la nivel local, cultivate de trei familii diferite, păstrate în memoria strămoșilor lor și cultivate în grădini familiale mici.
Cele trei soiuri locale au fost apoi evaluate pentru potențialul lor nutraceutic, cum ar fi concentrația de amidon, capacitatea antioxidantă și conținutul de polifenoli, pe lângă toleranța lor la condiții de stres termic.
„Măsurători sistematice ale parametrilor fiziologici au fost efectuate în timpul creșterii plantelor în medii controlate (Microcosmo) în condiții de stres termic. Microcosmo s-a dovedit a fi un instrument neprețuit în acest studiu, oferind un mediu extrem de controlat care a permis o analiză precisă și reproductibilă a răspunsurilor plantelor la stresul abiotic, minimizând în același timp influențele mediului asupra genotipurilor. Folosind aceste sisteme controlate, studiul oferă o bază solidă pentru interpretarea răspunsurilor fiziologice cu o precizie și o relevanță mai mare. Prin urmare, am ales să studiem soiurile locale în condiții bine controlate într-o cameră de creștere avansată, cum ar fi Microcosmo. Rezultatele acestui studiu vor oferi o înțelegere mai profundă a caracteristicilor unice ale acestor soiuri locale și a potențialului lor de utilizare pentru conservare și agricultură durabilă. Ne așteptăm ca descoperirile noastre să contribuie la îmbunătățirea securității alimentare, la creșterea rezilienței agriculturii în fața schimbărilor climatice și la creșterea cultivării acestor soiuri locale străvechi într-o regiune care are nevoie de dezvoltare economică”, au remarcat autorii.
Analizele nutraceutice și genetice au fost efectuate pe tuberculi colectați din câmp, în timp ce evaluările fiziologice au fost efectuate pe plante cultivate în simulatoare Microcosmo.
Soiurile de cartofi maturi au propriile tactici pentru a face față căldurii
În primul rând, analiza filogenetică a relevat o identitate genotipică clară a acestor soiuri locale, indicând faptul că „Quarantina” și „Rossa” erau mai strâns înrudite decât „Biancona”. Întrucât diferențele dintre soiurile de cartofi se datorează în principal variației genetice, această constatare a confirmat diferențele constatate în conținutul nutraceutic și răspunsurile fiziologice ale soiurilor locale.
Diferențele genetice se reflectă în conținutul mai mare de amidon al pulpei de „Biancona del Faggeto” și în conținutul total de polifenoli mai mare și în capacitatea antioxidantă mai mare a cojii sale în comparație cu pulpa. Celelalte două soiuri locale respectă aceeași diversitate de conținut între pulpă și coajă.
Distribuția specifică țesuturilor a arătat că un conținut mai mare de amidon din pulpă este în concordanță cu datele din literatura de specialitate, identificând pulpa ca principalul țesut de stocare a carbohidraților în tuberculii de cartof. Acest model de alocare a resurselor, tipic pentru toate soiurile de cartofi, sugerează roluri metabolice și modele distincte de stocare a amidonului, unice pentru fiecare soi local de cartofi.
În plus, conținutul total mai mare de polifenoli și capacitatea antioxidantă din coajă observate la toate soiurile locale sunt în concordanță cu studiile anterioare. Coaja este cunoscută pentru faptul că acționează ca un strat protector bogat în compuși antioxidanți, ajutând la protejarea împotriva stresului din mediu și a speciilor reactive de oxigen.
Prin urmare, rezultatele indică faptul că „Biancona” prezintă o concentrație mai mare de compuși antioxidanți, ceea ce ar putea duce la o activitate protectoare sporită. Totuși, este important de subliniat faptul că nivelurile ridicate de antioxidanți nu sunt neapărat asociate cu o capacitate de protecție crescută - aceasta este o posibilitate care necesită confirmare suplimentară și poate fi sau nu cazul.
Per ansamblu, aceste rezultate evidențiază rolurile distincte pe care țesuturile pulpoase și cojile le joacă în depozitarea nutrienților, respectiv în funcțiile de protecție.
Diversitatea genetică a cartofilor este importantă pentru dezvoltarea soiurilor rezistente la stres, în special la căldură și secetă. Diferite genotipuri de cartofi, inclusiv rudele sălbatice, prezintă răspunsuri diferite la stres, reflectate de randament și trăsături fiziologice, cum ar fi conținutul de clorofilă și stabilitatea membranei.
Selecţie
Eforturile de cercetare ar trebui să acorde prioritate genotipurilor care pot tolera atât căldura, cât și seceta, reflectând scenarii reale ale schimbărilor climatice.
În ceea ce privește efectele temperaturilor ridicate și răspunsurile fiziologice, principalele rezultate au arătat o scădere a conductanței stomate și, posibil, o scădere a absorbției de CO2, ceea ce este în concordanță cu literatura extinsă care arată că plantele închid adesea stomatele pentru a limita pierderea de apă în timpul stresului termic, limitând astfel și absorbția de CO2 pentru fotosinteză. Ca răspuns la stres, plantele prioritizează în mod clar conservarea apei în detrimentul absorbției de carbon, ceea ce poate avea un impact semnificativ asupra creșterii și productivității generale a culturilor.
Aceste efecte au fost mai pronunțate la soiul „Quarantina delle Macchie”, făcându-l cel mai vulnerabil. Totuși, nu toți parametrii au fost afectați de temperatură. Valorile constante și stabile atât ale randamentelor cuantice reale, cât și ale celor maxime ale fotosistemului II sugerează că temperatura nu afectează funcționalitatea acestuia, deoarece deteriorarea apare de obicei în condiții mai extreme sau mai prelungite.
Este important de menționat că răspunsurile fiziologice la stresul termic sunt complexe și pot depinde de mai multe gene. Arborele filogenetic se bazează pe un număr mic de markeri genetici, care pot să nu includă toate variațiile genetice relevante. Prin urmare, arborele filogenetic și răspunsurile fiziologice la stresul termic la aceste soiuri locale de cartofi sunt oarecum comparabile.
Soiurile locale înrudite genetic (Quarantina și Rossa) au prezentat reduceri mai similare ale absorbției de CO2 și ale conductanței stomatelor, ceea ce implică o gestionare mai conservatoare a apei, în timp ce soiul „Biancona”, mai distinct genetic și mai puțin afectat de stres, ar fi putut dezvolta un mecanism mai bun pentru a menține fotosinteza. Acest lucru sugerează că fondul genetic influențează diferite răspunsuri la stresul termic.
De asemenea, este posibil ca reacții similare să fie rezultatul unor procese diferite. De exemplu, Quarantina și Rossa ar putea avea o cale genetică comună care duce la răspunsuri similare, în timp ce Biancona ar fi putut dezvolta un mecanism unic pentru a face față stresului termic.
Concluzii Din punct de vedere practic, studiul oferă fermierilor sugestii concrete. Se sugerează ca în zonele predispuse la căldură să se planteze soiuri mai tolerante la căldură, cum ar fi „Biancona del Faggeto” sau „Rossa delle Macchie”, în timp ce „Quarantina delle Macchie” să fie lăsată pentru climate mai răcoroase.
În plus, profilul nutrițional excelent al „Biancona del Faggeto” creează oportunități pe piața nutraceutică.
Studiul subliniază, de asemenea, importanța utilizării celor mai bune practici agronomice, cum ar fi irigarea optimizată și monitorizarea microclimatului în medii controlate, pentru a înțelege și atenua mai bine stresul termic. În cele din urmă, menținerea cultivării tuturor celor trei soiuri locale este esențială pentru conservarea biodiversității locale și a patrimoniului agricol.
Pe baza unui articol al unui grup de autori (Sara Parri, Chiara Piccini, Giampiero Cai, Claudio Cantini, Marco Romì, Veronica Conti), publicat în revista Horticulturae 2025 pe portalul www.mdpi.com.
Diagramă a simulatorului de microcosmos și imagine a plantelor cultivate. (A) Diagramă microcosmos. Zona epigeală este dotată cu regulatoare de temperatură, umiditate și iluminare LED, precum și cu un sistem de ventilație; Zona hipogeală este echipată cu cilindri din plastic cu sol și un regulator de temperatură. (B) Fotografii ale plantelor de cartofi cultivate într-unul dintre simulatoarele Microcosmo. De la stânga la dreapta: „Biancona del Faggeto”, „Rossa delle Macchie”, „Quarantina delle Macchie”.
