Come viene controllata la produzione dei carotenoidi vegetali
I carotenoidi sono pigmenti delle piante che influenzano la produzione di biomassa, poiché sono coinvolti in processi come crescita, risposta allo stress, sintesi degli ormoni e fotosintesi. Nel contesto del miglioramento relativo alla produzione agricola in un ambiente in evoluzione, sussiste la necessità di ulteriori informazioni sul modo in cui i carotenoidi sono regolati da luce e temperatura. Il progetto SMARTPLANT (Environmental control of carotenoid biosynthesis: A novel strategy to improve photosynthetic capacity), finanziato dall’UE, ha cercato di comprendere tali vie regolatrici riguardo a una gamma di condizioni di luce e temperatura presenti in natura. I ricercatori hanno utilizzato sia approcci sperimentali che di modellizzazione allo scopo di dimostrare che i regolatori della trascrizione genica, chiamati fattori di interazione con il fitocromo (PIF), controllano la produzione di carotenoidi. Più specificatamente, hanno scoperto che il PIF-HY5 (ipocotile allungato 5) fa in modo che la fotosintesi non si fermi alle basse temperature. Essi hanno inoltre confermato che i PIF reprimono la produzione dei carotenoidi negli ambienti ombreggiati, dove è presente più luce rossa rispetto alle zone in pieno sole. Inoltre, è stato scoperto che il PIF-HY5 non contrasta il controllo dei PIF sui carotenoidi in condizioni di ombra. Invece, i ricercatori hanno dimostrato che un co-fattore di trascrizione, chiamato PIF-PAR1 (fitocromo rapidamente regolato 1), ha eseguito tale ruolo negli ambienti ombreggiati. Questo lavoro ha portato a pubblicazioni accademiche ad alto impatto e collaborazioni di ricerca internazionali. Le conoscenze acquisite possono aiutare i ricercatori a migliorare la capacità fotosintetica delle colture a sostegno dell’Agenda europea di ricerca strategica, volta ad affrontare i cambiamenti climatici.
Parole chiave
Carotenoidi, pigmenti delle piante, fotosintesi, SMARTPLANT, PIF-HY5, ambienti ombreggiati
