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Come le radici del riso regolano il trasporto dell’acqua

Un gruppo di scienziati esperti di piante ha studiato il meccanismo adattivo delle radici delle piante che permette loro di adattardi a stress non biologici come la salinità e la siccità.

Cambiamento climatico e Ambiente

Si prevede che nei prossimi 20 anni quasi la metà del mondo dovrà fare i conti con un grave stress idrico. Le tecnologie della scienza delle piante dovrebbero quindi essere usate per proteggere questa fondamentale risorsa migliorando l’efficienza dell’uso dell’acqua nelle coltivazioni. Il riso è un’importante coltura alimentare in tutto il mondo, ma si sa poco sulla funzione dell’acquaporina e sulla regolazione dell’acqua a livello cellulare. Il progetto ORYZAQUA (“Cell biology and rice aquaporins”), finanziato dall’UE, ha cercato di colmare queste lacune delle conoscenze per diverse varietà di riso e condizioni in evoluzione. Le acquaporine sono proteine della membrana plasmatica delle cellule vegetali che fungono da canali per l’acqua e che sono fondamentali per la regolazione dell’acqua. La conduttività idraulica, la permeabilità all’acqua e la regolazione del potenziale osmotico sono fattori chiave coinvolti nella regolazione dell’acqua nelle piante. I ricercatori di ORYZAQUA hanno studiato una gamma di acquaporine del riso, architettura delle radici e idraulica, e le hanno sottoposte a stress salinici e condizioni di siccità. I risultati sono stati confrontati con condizioni prive di stress. I ricercatori sono inoltre riusciti a clonare sequenze di acquaporine del riso e le hanno etichettate con una proteina fluorescente, è in corso la trasformazione di altre isoforme e varietà di riso. I ricercatori sono riusciti a clonare la sequenza OsRAbr (acquaporina) con etichetta fluorescente per la co-espressione di marcatori di endomembrana edichettate con proteina fluorescente mCherry. Si è lavorato anche per esprimere altre sequenze di acquaporine tra cui OsGAP1 e OsNST1. Sono stati condotti studi per valutare la localizzazione sotto-cellulare delle acquaporine e la funzione in condizioni di stress e normali in queste piante di riso. Il lavoro svolto da ORYZAQUA ha determinato per la prima volta il forte effetto inibitorio della salinità sul trasporto dell’acqua delle radici di giovani piante di riso. Ha mostrato un meccanismo fisiologico che può reagire alle difficoltà ambientali entro un’ora. Poiché questo effetto inibitorio è tanto rapido, indica che la regolazione dell’attività delle acquaporine è un fattore significativo nella reazione alla salinità di tutta la pianta. Il progetto contribuirà anche a spiegare le complesse interazioni tra i percorsi molecolari per la segnalazione in risposta a uno stress abiotico e quelli che controllano le reazioni di cellule e organi. Contribuirà anche a migliorare la produzione agricola mediante un migliore adattamento ai cambiamenti climatici e a sviluppare l’agricoltura nelle terre marginali.

Parole chiave

Trasporto dell’acqua, radici delle piante, scienza delle piante, biologia cellulare, acquaporine del riso

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