Il ruolo della Radiazione Ultravioletta sull'accumulo di metaboliti secondari nella vite ​

The aim of this narrative review is to summarize recent knowledge on transcriptomic changes driven by UV-B in grapevine, which had pointed out that a specific signaling pathway triggered by UV-B natural setting is upstreamed by UVR8 photorecptor which acts as the master regulator of flavonol pathway as it plays a pivotal role in the expression of flavonol TFs. The genes controlled by transcription factors TFs mentioned above are differently overexpressed (FLS>F3’H> F 3’5’H), meaning a higher accumulation of mono-di- substituted flavonols that seem to be more efficent than tri-substituted counterparts to avoid UV-B damages. Moreover the higher inducibilty of these light modulated flavonol pathway genes during the early stages of grape ripening contribute to better under stand the expression patterns of kaempferol and quercetin derivatives whose grape up-regulation could have a commercial interest due to their higher antioxidant activity and possible co-pigmentation reaction with anthocyanins. Thus, this knowledge may have pratical implications on some decisional aspects of canopy managment tecniques,as leaf defoliation, that, allowing a much higher UV- exposure could influence the flavonol accumulation. Furthermore, results obtained by compairing the effect of UV-B bunch exposure at two developmental stages (ELR vs LLR) show that flavonol composition varies following defoliation treatment mainly driven by quercetin increase, supporting the higher involvement of FLSs proteins in ELR respect to LLR. Even if further studies are necessary to elucidate other functional members of the low UV-B sensible signalling pathway and to understand how it could interact with other stress factors such as water deficit, the findings reviewed in this thesis, support the idea that defoliation applied at early phenological stages “ELR”may induce a specific response at the split-up point of the biosynthesis of di- and mono-substituted flavonols, reducing the original differences in varieties characterized by different di/mono- substituted flavonol ratios. In conclusion, besides the fact that this treatment represents a valid alternative to manual cluster thinning as it does not reduce yield per vine and can be carried out mechanically, it might be used as an agronomical tool, together with the effcts of latitude, altitude and row orientation to influence grape quality composition in response to UV patterns.

Lo scopo di questa narrative review è riassumere le recenti conoscenze sui cambiamenti trascrittomici guidati dai raggi UV-B nella vite, che hanno evidenziato come una specifica via di segnalazione innescata dai livelli atmosferici di UV-B è a monte del fotorecettore UVR8 che funge da regolatore principale della via metabolica dei flavonoli poiché svolge un ruolo fondamentale nell'espressione dei suoi fattori di trascrizione "TF". I geni strutturali controllati da questi TF sono diversamente sovraespressi (FLS>F3'H>F 3'5'H), il che significa un maggiore accumulo di flavonoli mono-di-sostituiti che sembrano essere più efficaci di quelli tri-sostituiti per evitare danni da UV-B. Inoltre, la maggiore inducibilità di questi geni fotosensibili della via metabolica dei flavonoli durante le prime fasi fenologiche contribuisce a comprendere meglio i modelli di espressione dei derivati del kaempferolo e della quercetina la cui sovra-regolazione nell'acino potrebbe avere un interesse commerciale a causa della loro maggiore attività antiossidante e possibile reazione di co-pigmentazione con antociani. Pertanto, le informazioni sintetizzate in questa REVIEW potrebbero avere implicazioni pratiche su alcuni aspetti decisionali delle tecniche di gestione della chioma, come la defogliazione basale, che, consentendo una maggiore esposizione dei grappoli ai raggi UV e conseguentemente a UV-B, potrebbe non soltanto influenzare l'accumulo di flavonoli ma anche incidere sul loro profilo. Inoltre, i risultati ottenuti confrontando l'effetto dell'esposizione del grappolo UV-B a due stadi di sviluppo del grappolo (ELR vs LLR) mostrano che la composizione dei flavonoli varia a seguito del trattamento di defogliazione principalmente guidato dall'aumento della quercetina, supportando il maggiore coinvolgimento delle proteine FLS nell'ELR rispetto al LLR. Anche se sono necessari ulteriori studi per chiarire altri membri funzionali della via di segnalazione sensibile UV-B bassa e per capire come potrebbe interagire con altri fattori di stress come il deficit idrico, i risultati esaminati in questa tesi supportano l'idea che la defogliazione applicata a i primi stadi fenologici “ELR” possono indurre una risposta specifica al punto di scissione della biosintesi dei flavonoli di- e mono-sostituiti, riducendo le differenze originarie nelle varietà caratterizzate da diversi rapporti di flavonoli di-mono-sostituiti. In conclusione, oltre al fatto che questo trattamento rappresenta una valida alternativa al diradamento manuale dei grappoli in quanto non riduce la resa per ceppo e può essere effettuato meccanicamente, potrebbe essere utilizzato come strumento agronomico, unitamente agli effetti di latitudine, altitudine e orientamento della fila per influenzare la composizione qualitativa dell'uva in risposta ai raggi UV.