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Risposte delle radici delle piante alla scarsità di acqua

La disponibilità di acqua è fondamentale per la sopravvivenza di una pianta, e la siccità è uno dei principali fattori non biologici a influire sulla sua crescita. Durante i periodi di scarsità dell’acqua, le piante utilizzano differenti strategie adattive, che includono una modifica della regolazione della crescita delle radici per accrescere l’assorbimento dell’acqua.
Risposte delle radici delle piante alla scarsità di acqua
Il progetto HYDROTROPISM (Abscisic acid and the mechanisms that regulate hydrotropism) ha esaminato il collegamento tra i meccanismi che guidano la crescita delle radici lontano da regioni con basso potenziale idrico con le risposte adattive causate dall’acido abscissico (ABA), un inibitore di crescita.

I ricercatori hanno cercato di identificare il meccanismo mediante cui un segnale ambientale causa una modifica nella crescita delle radici e le proteine coinvolte nella sua trasmissione. Essi hanno riconosciuto l’importanza dell’apice radicale e della zona di allungamento per la percezione dell’umidità e hanno ipotizzato che un gradiente ABA tra i due lati della radice potrebbe essere il segnale che causa una crescita differenziale, che porta alla curvatura delle radici.

I ricercatori hanno determinato in che modo l’ABA è trasportato tra tessuti e organi usando piastre basate su agar diviso contenenti due terreni di crescita con differente potenziale idrico. Questo ha reso possibile la misurazione della risposta idrotropica come stima della curvatura della radice ed è stato usato per analizzare questa risposta in mutanti interessati nel trasporto ABA o nella biosintesi.

Gli scienziati hanno selezionato il fenotipo idrotropico di mutanti knockout dei trasportatori dell’ABA. I risultati hanno indicato che solo parte del meccanismo potrebbe partecipare alla risposta e che la ridondanza genica potrebbe celare il fenotipo in famiglie di geni con un numero elevato di membri.

Per ottenere una migliore comprensione di questo processo sono stati indentificati nuovi bersagli. Di conseguenza, è stato effettuato il sequenziamento dell’RNA (RNAseq) su RNA estratto dagli apici radicali di piantine di tipo selvatico stimolate idrotropicamente ed è stato messo a confronto con lo stesso materiale proveniente dalla risposta idrotropica snrk2.2snrk2.3. Questa è stata quindi studiata usando il sistema con agar diviso per determinare se essi presentano difetti idrotropici.

Oltre allo studio dei meccanismi molecolari, i ricercatori hanno anche usato l’imaging con tomografia computerizzata a raggi X per visualizzare in che modo le radici crescono verso parti del suolo con un contenuto di acqua più alto. Queste informazioni, assieme ai dati ottenuti mediante RNAseq, hanno consentito agli scienziati di comprendere la relazione tra i differenti pathway che partecipano alla risposta idrotropica, migliorando in tal modo la comprensione di come le piante si adattano alla siccità.

I risultati di HYDROTROPISM avranno un impatto diretto sul miglioramento della produttività delle colture in aree dove l’acqua è un fattore limitante e aiuteranno a creare strumenti per ridurre la perdita di colture dovuta a siccità.

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Keywords

Scarsità acqua, siccità, crescita radici, acido abscissico, agar diviso, idrotropico