Oltre all’uso eccessivo di fertilizzanti anche il riscaldamento globale danneggia la salute del suolo: con l’aumento delle temperature evapora una quantità maggiore d’acqua, quindi la disponibilità di questa risorsa si riduce e cresce anche la presenza e la concentrazione di sale. Oggi circa il 20% delle terre coltivate è interessato dalla cosiddetta salinizzazione, che rappresenta una seria minaccia per l’agricoltura, e la percentuale è destinata ad aumentare. L’eccessiva presenza di sale blocca, infatti, la crescita delle piante e ad alte concentrazioni può uccidere i raccolti prima che producano i frutti.
Un team di ricercatori del CRAIG, Center for Research in Agriculture Genomics, ha condotto uno studio particolarmente interessante su alcuni geni che si attivano per aiutare le piante a rispondere a condizioni avverse e anche all’eccessiva presenza di sale nel suolo. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica The Plant Journal.
“Nel nostro laboratorio studiamo i geni TEMPRANILLO (TEM), che regolano le diverse fasi di sviluppo delle piante, in particolare la fioritura. In studi precedenti con la pianta modello Arabidopsis thaliana abbiamo scoperto che le piante con un contenuto ridotto di questi fattori fioriscono prima, da qui il nome dei geni [“temprano” che significa “precoce” in spagnolo]. Sorprendentemente, dopo aver analizzato le piante con eccesso di TEM, abbiamo visto che, oltre ai cambiamenti nel processo di fioritura, c’erano anche alterazioni legate alla risposta alla salinità, quindi abbiamo deciso di indagare ulteriormente sul ruolo dei geni TEM nella crescita adattativa”ha dichiarato una delle autrici dello studio Soraya Pelaz, ricercatrice presso l’ICREA, Catalan Institution for Research and Advanced Studies.
Per scoprire come i geni TEM regolano la crescita delle piante in condizioni saline, il team ha analizzato il comportamento delle piante mutanti di Arabidopsis con eccesso e carenza di TEM. In alte concentrazioni di sale, le piante normali fioriscono più tardi e non producono quasi semi, ma lo studio ha scoperto che le piante mutanti con carenza di TEM fioriscono prima, producendo semi, quindi il loro ciclo di vita più breve consente loro di sfuggire al blocco della crescita causato dal sale.
“Inoltre, nelle piante mutanti con deficit di TEM abbiamo anche osservato che l’invecchiamento delle foglie viene ritardato rispetto a quello delle piante normali, cioè le foglie hanno impiegato più tempo per ingiallire e seccare”, ha sottolineato Michela Osnato, principale autrice dell’articolo. “Questo perché queste piante mutanti producono meno acido jasmonico, l’ormone dell’invecchiamento, e accumulano anche più precursori della vitamina E che agiscono come antiossidanti durante lo stress salino, portando a una più lenta degradazione dei pigmenti fotosintetici delle foglie, che da verdi diventano gialle”.
Il lavoro del team di ricercatori si è basato e si basa su una complessa analisi multilivello che integra dati molecolari –espressione genica–, metabolici –degradazione dei pigmenti fotosintetici e accumulo di antiossidanti– e fisiologici, cambiamenti nella fioritura e nell’invecchiamento. Questo approccio consente una messa a fuoco dei meccanismi coinvolti nella risposta allo stress salino e i risultati possono essere il punto di partenza per lo sviluppo di nuove colture più resistenti ai cambiamenti climatici. Un percorso che si può intraprendere sia ricorrendo alle biotecnologie sia selezionando le varietà più adatte tra quelli già esistenti.
“Nell’ultimo decennio, gruppi internazionali hanno dimostrato che molti meccanismi individuati nella pianta modello Arabidopsis si ripropongono anche in piante di interesse agronomico. Ora, il nostro team sta studiando se il gene TEM scoperto nel riso è coinvolto anche nella risposta alla salinità”, ha aggiunto Osnato.
Soraya Pelaz invece non ha nascosto la sua speranza: “Chissà se nel prossimo futuro saremo in grado di utilizzare i geni TEM per ottenere varietà di riso in grado di tollerare la crescente salinità dell’Ebro Delta, una delle principali zone di produzione del riso in Spagna…
L’immagine è del CRAIG.