L’APPASSIMENTO DEL FRUMENTO- I MECCANISMI CHE POSSONO RITARDARLO
Pubblicato su Environmental and Experimental Botany un lavoro che rappresenta uno step importante per la sopravvivenza delle piante agli stress
Recentemente, è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Environmental and Experimental Botany il lavoro dal titolo “Physiological mechanisms preventing plant wilting under heat stress: a case study on a wheat (Triticum durum Desf.) bound water-mutant” di Agata Rascio, Gerardo Altamura, Ivano Pecorella, Lorenzo Goglia, Giuseppe Sorrentino.
Eseguendo un'analisi olistica dei caratteri fisiologici potenzialmente coinvolti nell'avvizzimento delle foglie, confrontando un tipo selvatico di grano (WT), Trinakria e il suo mutante (WM) con "alta affinità per l'acqua legata (BW)", è stato osservato che, oltre alla minore tendenza all'appassimento, nelle piante mutanti la diffusione dell'acqua dai vasi verso l'esterno è più rapida ed ha un basso costo energetico. Inoltre, sotto forte stress da disidratazione, la BW esercita i suoi effetti positivi sull'elasticità della parete cellulare e sull'osmoregolazione passiva.
La conoscenza dei meccanismi che consentono alle colture di sopravvivere agli stress accelera la selezione di nuovi genotipi di frumento che non vengano eccessivamente danneggiati dai cambiamenti climatici a vantaggio della sicurezza alimentare ossia della costante e maggiore disponibilità di materie prime.
Un Approfondimento
In questo lavoro sono stati studiati diversi meccanismi fisiologici che possono ritardare l’appassimento, il più comune sintomo di sofferenza delle piante in presenza di stress da disidratazione. A questo scopo è stata eseguita un'analisi olistica dei caratteri funzionali potenzialmente coinvolti nel flusso d'acqua dal suolo. In particolare, su plantule intatte, de-radicate o trattate con HgCl2 sono stati analizzati: il vigore della crescita, l’area fogliare, il peso specifico e l’evapotraspirazione (EVT); e all’aumentare della temperatura: le dinamiche di appassimento, il dispendio energetico (Q10) del trasporto dell'acqua, potenziale osmotico e turgore, la termostabilità delle membrane, la traspirazione stomatica, cuticolare e le variazioni di temperatura delle foglie.
Sulla base dei risultati ottenuti si può ipotizzare che nelle piante mutanti la diffusione dell'acqua dai vasi verso l'esterno è rapida ed a basso costo energetico. Inoltre, sotto forte stress da disidratazione, la BW esercita i suoi effetti positivi sull'elasticità della parete cellulare e sull'osmoregolazione passiva. L’azione combinata di questi meccanismi legati alle mutate proprietà dell’acqua permette di contenere l'aumento della temperatura, la perdita di turgore e quindi l’avvizzimento delle piante mutanti in condizioni di stress termico La selezione di piante con elevata affinità per l’acqua può permettere di ottenere genotipi nuovi di frumento che risentano meno degli effetti negativi del global warming.
Le Prospettive future
Ulteriori caratterizzazioni genetiche e metabolomiche possono fornire informazioni sui meccanismi molecolari che governano il fenotipo mutato, poiché la mobilità dell'acqua dipende dalla composizione chimica e dalla concentrazione dei composti che legano l'acqua. In contrasto con la maggior parte dei mutanti indotti che difettano per caratteri di adattamento, le plantule del mutante sono più resistenti allo stress termico. Per questo motivo, il nostro water-mutant è un potenziale candidato per identificare e trasferire alleli che migliorino l'adattamento del grano alle ondate di calore che si possono verificare nelle prime fasi di crescita, a causa del riscaldamento globale.