The effects of global change on UV radiation increase and their consequences on Andean crops

Stress biotici(batteri, virus,

erbivori…)

Crescita e sviluppodelle piante

Stress abiotici(nutrienti,

siccità, temperatura…)

Lorenzo Guglielminetti, Thais Huarancca Reyes (DiSAAAa, Università di Pisa)

70

0 n

m40

0 n

m

I raggi ultravioletti

Ande (~3000 m s.l.m.)Ande (~4500 m s.l.m.)

Alpi (~3000 m s.l.m.)Alpi (~4500 m s.l.m.)

La vita ad alta quota

Colture andine di interesse

❀ Mashua: tubero andino che viene coltivato tra 2400 e 4300 m di altitudine.

Adattato a basse temperature e carenza di nutrienti. Gli agricoltori coltivanola mashua insieme ad altre colture che vengono protette dalle sue difesechimiche. I tuberi di mashua contengono i più alti livelli di antiossidanti trale colture andine.

❀ Tarwi: lupino andino coltivato sopra i 1500 m dal Venezuela al Cile ed

all’Argentina. Importante coltura che contribuisce alla fertilità dei suoli. Isemi di tarwi hanno i più alti contenuti in grassi e proteine rispetto a tuttigli altri lupini coltivati. Prima del consumo deve essere rimosso l’altocontenuto di alcaloidi amari tossici.

❀ Quinoa: coltura di origine andina che cresce dal livello del mare fino a

circa 4000 m di altitudine. Esistono varietà altamente resistenti allasiccità, alla salinità ed alle basse temperature. I semi di quinoa sono ricchiin fibre e proteine di alta qualità e mostrano interessanti funzioni legatealla prevenzione della salute umana (diabete, celiachia etc.).

❀ Maca: coltura andina coltivata nella zona di Puna (oltre 4000 m di

altitudine) dove le condizioni pedo-climatiche sono particolarmenteestreme. A partire dagli anni ’90 ha richiamato l’attenzione generalegrazie alle sue numerose funzioni medicinali legate all’alto contenuto diglucosinolati nella parte ipogea.

Obiettivi e strategie

❀ Il nostro obiettivo è quello di comprendere le rispostefisiologiche delle colture native andine (adattate allecondizioni di alta montagna) allo stress ultravioletto.

❀ Le strategie sperimentali utilizzate sono di due tipi:ADDITIVA (somministrazione di dosi crescenti di raggiultravioletti in camera di crescita) e SOTTRATTIVA(filtraggio dei raggi solari ultravioletti in colture di pienocampo).

ADDITIVA

SOTTRATTIVA (Junin,Perù, 4500 m s.l.m.)

SOTTRATTIVA (Pisa,Italia, 0 m s.l.m.)

Collaborazioni

❀ Pontifical University of Peru, Peru:

Eric Cosio

❀ Consiglio Nazionale delle Ricerche:

Andrea Scartazza

❀ St. Anne’s University, Czech Republic:

Antonio Pompeiano

❀ Hokkaido University, Japan:

Maasaki Watahiki

❀ University of Helsinki, Finland:

José Ramos Diaz

❀ Università di Pisa, DiSAAAa:

Lorenzo Guglielminetti

Thais Huarancca Reyes

Annamaria Ranieri

Antonella Castagna

Marco Volterrani

Lorenzo Mariotti

Gaia Crestani

Andrea Carobbi

Rapahel Parijs

Principali pubblicazioni

• Huarancca Reyes et al. Physiological effects of short acute UVB treatments in Chenopodium quinoaWilld. Scientific Reports (2018)

• Huarancca Reyes et al. Physiological responses of Lepidium meyenii plants to ultraviolet-B radiationchallenge. BMC Plant Biology, (2019)

• Huarancca Reyes et al. Physiological responses of maca plants to UV radiation in its high-altitudemountain ecosystem. Scientific Reports, (in press, 2020)