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Tranquilli, le piante sono in grado di regolare stress multipli

Gli stress biotici e abiotici svolgono un ruolo importante nella selezione naturale delle piante selvatiche, ma pochi studi hanno affrontato le loro risposte a differenti fattori di stress che si verificano simultaneamente. Questo fenomeno è stato studiato da un’iniziativa finanziata dall’UE, la quale ha analizzato il modo in cui lo stress combinato può colpire le piante diversamente rispetto a un fattore di stress singolo.
Tranquilli, le piante sono in grado di regolare stress multipli
Le piante si sono coevolute con un’enorme varietà di microbi e insetti nemici, pur sopportando calore, freddo, imbibizione del suolo e siccità. Ciò ha provocato un’impressionante gamma di meccanismi naturali adattativi, che permettono alle piante di affrontare le diverse forme di stress biotico e abiotico.

Il progetto SIGNSTRESSPATH (Networking by stress signalling pathways: identification of novel regulators of combinatorial stress tolerance) ha studiato le risposte molecolari innescate dalla siccità e dall’agente patogeno necrotrofico Botrytis cinerea. Questi due fattori fanno parte degli stress più gravi e sono responsabili di perdite economiche significative sia per le piante in crescita che per le situazioni successive al raccolto.

Un gruppo di piante di Arabidopsis, appartenenti all’ecotipo Col-0, sono state trattate con l’agente patogeno B. cinerea e sottoposte a condizioni di siccità allo scopo di determinare l’effetto dello stress idrico sulla resistenza alla malattia relativa al fungo. Il profilo dell’intero trascrittoma dell’organismo modello, innescato dagli stress abiotici e biotici sia singoli che combinati, è stato analizzato mediante sequenziamento dell’RNA (RNA-Seq).

Profilando l’espressione dell’intero genoma, è stato sviluppato un modello di rete genetica regolatoria relativa all’interazione del segnale biotico e abiotico. Ciò ha rivelato i complessi processi di riprogrammazione e “ricablaggio” trascrizionale e i relativi processi metabolici e di difesa primari e secondari interessati da stress singolo e combinato.

I risultati del progetto hanno evidenziato i meccanismi naturali utilizzati dalle piante per resistere alle più avverse condizioni. È inoltre possibile aprire nuove possibilità di riorganizzazione delle reti di difesa modulando le vie di segnalazione regolate dagli ormoni e riducendo così al minimo l’impatto degli stress in quanto a resa delle colture.

Il progetto SIGNSTRESSPATH offre anche un trasferimento di conoscenze e competenze per il settore della selettocoltura e le aziende agricole biotech. Per esempio, riguardo alla creazione di geni regolatori relativi a risposte da stress multipli per l’utilizzo in programmi di selezione assistita da marcatori o per la realizzazione di colture di seconda generazione geneticamente modificate che richiedono un trattamento chimico ridotto o nullo, per il controllo delle malattie.

Informazioni correlate

Keywords

Biotico, abiotico, trascrittoma, vie di segnalazione, Botrytis cinerea, siccità, Arabidopsis, sequenziamento dell’RNA, rete regolatoria, stress multifattoriale