Lo studio delle reazioni delle piante ai fattori di stress ambientali è fondamentale per un'agricoltura sostenibile
Una nuova ricerca sulla risposta molecolare delle piante agli stimoli meccanici getta nuova luce sulla loro reazione ai fattori di stress ambientali e sul loro sviluppo.
Un gruppo di ricercatori svedesi ha acquisito nuove conoscenze sui meccanismi molecolari associati alle reazioni delle piante a fattori di stress ambientali, quali il contatto fisico, la potatura o le infezioni.
Gli scienziati hanno studiato il funzionamento interno di tali reazioni e il comportamento risultante della pianta, scoprendo nuovi fattori genetici cruciali che potrebbero influire sulla resa dei raccolti.
Abbiamo identificato una via di segnalazione completamente nuova che controlla la risposta di una pianta al contatto fisico e al tocco. Ora la ricerca di ulteriori vie continua.
Il team dell’Università di Lund ha ribadito che le piante reagiscono agli stimoli meccanici per affrontare meglio specifiche minacce ambientali.
Lo studio pubblicato su Science Advances ha spiegato che “la stimolazione meccanica innesca rapidi cambiamenti nell’espressione genica e influisce sull’aspetto della pianta (tigmomorfogenesi) e sulla fioritura”.
Vedi anche: Scienziato climatico della NASA vince il World Food PrizeLa tigmomorfogenesi è generata da stimoli ripetuti e comporta modifiche significative nella morfologia della pianta, quali nanismo, concavità, alterazione delle proprietà meccaniche dello stelo, fioritura ritardata, maggiore forza di ancoraggio delle radici e riduzione dell’apertura stomatica.
Tali cambiamenti tendono a migliorare la capacità delle piante di resistere a forti venti e a migliorare la loro risposta alle infezioni. Inoltre, questi cambiamenti potrebbero rafforzare la resilienza al freddo, alla salinità o alla siccità.
La nuova ricerca e alcuni altri studi che esplorano reazioni simili delle piante contribuiscono ad accrescere la conoscenza dei meccanismi che, secondo gli scienziati, potrebbero essere cruciali per migliorare le tecniche agricole.
"La meccanostimolazione sta attirando l'attenzione come potenziale metodo per pratiche agricole sostenibili volte a migliorare la sicurezza alimentare", hanno scritto i ricercatori.
"Tuttavia, la risposta delle piante alla stimolazione meccanica è molto complessa, poiché dipende dall'intensità del carico meccanico e dalla frequenza delle esposizioni", hanno aggiunto. "Comprendere il meccanismo molecolare della meccanopercezione e della tigmomorfogenesi delle piante è fondamentale per applicare questo metodo all'agricoltura su larga scala".
Ricerche precedenti hanno identificato i meccanismi molecolari legati alla meccanopercezione delle piante. Altri studi hanno evidenziato l'importante relazione tra l'acido jasmonico e la segnalazione tattile.
"Nonostante molti anni di ricerca su come vengono controllate le risposte trascrizionali alla stimolazione meccanica nelle piante, sono stati identificati e validati in modo coerente solo pochi regolatori", hanno scritto i ricercatori.
"In questo caso, abbiamo utilizzato la genetica inversa per caratterizzare ulteriormente i meccanismi molecolari alla base della segnalazione tattile", hanno aggiunto.
Ad esempio, Olivier Van Aken, biologo dell’Università di Lund, ha dichiarato alla rivista ScienceAlert: “Abbiamo sottoposto la pianta Arabidopsis thaliana a una leggera spazzolatura, in seguito alla quale sono stati attivati migliaia di geni e sono stati rilasciati ormoni dello stress. Abbiamo quindi utilizzato lo screening genetico per individuare i geni responsabili di questo processo”.
Secondo il suo collega Essam Darwish, i risultati dello studio "risolvono un mistero scientifico che ha eluso i biologi molecolari di tutto il mondo per 30 anni".
«Abbiamo identificato una via di segnalazione completamente nuova che controlla la risposta di una pianta al contatto fisico e al tatto», ha aggiunto. «Ora la ricerca di altre vie continua».
I ricercatori ritengono che una migliore comprensione di tali meccanismi potrebbe offrire nuove opportunità per l’agricoltura globale, in un contesto in cui i cambiamenti climatici e i conflitti minacciano la sicurezza alimentare in molte regioni.
«Date le condizioni meteorologiche estreme e le infezioni da agenti patogeni causate dai cambiamenti climatici, è di fondamentale importanza trovare nuovi modi ecologicamente responsabili per migliorare la produttività e la resistenza delle colture», ha concluso Van Aken.