Studiare le reazioni delle piante ai fattori di stress ambientale chiave per un'agricoltura sostenibile

Un team di ricercatori in Svezia ha acquisito nuove conoscenze sui meccanismi molecolari associati alle reazioni delle piante a fattori di stress ambientale, come toccare, potatura o infezione.

Gli scienziati hanno esplorato il funzionamento interno di tali reazioni e il conseguente comportamento della pianta, scoprendo nuovi fattori genetici cruciali che potrebbero influire sui raccolti.

Il team dell'Università di Lund ha ribadito che le piante reagiscono a stimoli meccanici per far fronte meglio a specifiche minacce ambientali.

L' studio pubblicato su Science Advances lo ha spiegato "la stimolazione meccanica innesca rapidi cambiamenti di espressione genica e influenza l'aspetto delle piante (tigmomorfogenesi) e la fioritura.

La tigmomorfogenesi è generata da stimolazione ripetuta e comprende modifiche significative nella morfologia della pianta, come nanismo, concisità, proprietà meccaniche alterate dello stelo, fioritura ritardata, migliore forza di ancoraggio delle radici e ridotta apertura stomatica.

Tali cambiamenti tendono a migliorare la capacità delle piante di resistere ai forti venti e 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 a una crescente conoscenza dei meccanismi che gli scienziati ritengono possano essere cruciali per migliorare le tecniche di coltivazione.

"La meccanostimolazione sta guadagnando attenzione come metodo potenziale per pratiche agricole sostenibili per migliorare la sicurezza alimentare", hanno scritto i ricercatori.

"Tuttavia, la risposta della pianta 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 per l'agricoltura su larga scala".

Precedenti ricerche hanno identificato i meccanismi molecolari legati alla meccanopercezione delle piante. Altri studi hanno notato 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, solo pochi regolatori sono stati identificati e costantemente convalidati", hanno scritto i ricercatori.

"Qui, abbiamo usato 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 esposto il crescione vegetale a una spazzolatura morbida, dopo di che migliaia di geni sono stati attivati ​​​​e sono stati rilasciati gli ormoni dello stress. Abbiamo quindi utilizzato lo screening genetico per trovare i geni responsabili di questo processo”.

Secondo il suo collega Essam Darwish, i risultati dello studio "risolvere un mistero scientifico che è sfuggito ai biologi molecolari del mondo per 30 anni”.

"Abbiamo identificato un percorso di segnalazione completamente nuovo che controlla la risposta di una pianta al contatto fisico e al tatto", ha aggiunto. "Ora la ricerca di più strade continua”.

I ricercatori ritengono che una migliore comprensione di questi meccanismi potrebbe portare nuove opportunità per l'agricoltura globale, con cambiamento climatico e conflitti che minacciano la sicurezza alimentare in molte regioni.

"dato che tempo estremo condizioni e infezioni da agenti patogeni causate dai cambiamenti climatici, è della massima importanza trovare nuovi modi ecologicamente responsabili per migliorare la produttività e la resistenza delle colture", ha concluso Van Aken.

• Anticipi Scienza
• Science Alert