Controllare la crescita delle radici delle piante potrebbe aiutare a contrastare il cambiamento climatico

Controllare la crescita delle radici delle piante potrebbe aiutare a contrastare il cambiamento climatico

La sopravvivenza e la produttività delle piante dipendono dall'importanza del loro apparato radicale. Queste intricate reti consentono alle piante di estrarre in modo efficiente l’acqua e i nutrienti essenziali dal suolo. Tuttavia, l’impatto dell’architettura radicale, che comprende la disposizione spaziale delle radici nel terreno, si estende ben oltre il regno delle piante. I ricercatori del Salk Institute for Biological Studies negli Stati Uniti sono riusciti a svelare i meccanismi che regolano la crescita delle radici. I loro risultati offrono prospettive promettenti per salvaguardare i raccolti e potenzialmente mitigare gli effetti del cambiamento climatico.

Con tutto ciò, si crede che Controllare la crescita delle radici delle piante potrebbe aiutare a contrastare il cambiamento climatico.

Processo di radice

Radici degli alberi

Le radici attraversano un processo di crescita ed espansione, assorbendo acqua e nutrienti vitali dal terreno in cui sono incastonate. Questa crescita porta allo sviluppo di strutture architettoniche distinte all'interno delle radici. Mentre alcune piante hanno radici che rimangono confinate negli strati superiori del terreno, altre hanno radici che si estendono verso regioni più profonde.

La capacità della pianta di resistere all'esaurimento dei nutrienti e alle condizioni climatiche difficili, come la siccità, dipende dal suo accesso ai nutrienti e all'acqua attraverso il sistema radicale. Gli scienziati del Salk Institute hanno scoperto con successo il ruolo fondamentale di un ormone vegetale ampiamente riconosciuto nel regolare la direzione in cui crescono le radici.

In una recente pubblicazione sulla rivista "Cell Reports", i ricercatori lo hanno dimostrato L'ormone etilene svolge un ruolo cruciale nel controllo degli angoli delle radici laterali., che alla fine determinano la struttura dei sistemi radicali.

Manipolazione della crescita delle radici

radici delle piante

La rivelazione di questo progresso offre l’opportunità di manipolare la traiettoria dello sviluppo delle radici, consentendo la creazione di piante e colture resilienti in grado di resistere alle sfide poste dal cambiamento climatico e dalla scarsità d’acqua. Inoltre, queste piante hanno il potenziale per estrarre l'anidride carbonica dall'atmosfera e immagazzinarla in modo sicuro nelle profondità della terra, svolgendo un ruolo cruciale nel mitigare gli effetti del cambiamento climatico.

"La capacità di regolare la profondità della crescita delle radici è fonte di grande entusiasmo per gli scienziati che cercano di sviluppare sistemi più efficienti", afferma Wolfgang Busch, autore principale dello studio. Questo perché hanno radici profonde un ruolo importante nel migliorare lo stoccaggio del carbonio nel suolo e nell’aumentare la resistenza delle piante alla siccità.

Il ricercatore sottolinea di essere particolarmente entusiasta di scoprire che il percorso individuato è conservato in numerose specie vegetali. Ciò significa che le loro scoperte hanno ampie implicazioni e possono essere utilizzate per migliorare la struttura delle radici di diverse piante terrestri, comprese colture importanti per cibo, foraggio e carburante.

Forma del sistema radicale

Radici e cambiamento climatico

La forma del sistema radicale di una pianta può essere influenzata da diversi fattori ambientali, tra cui la piovosità media e la disponibilità di nutrienti specifici.

Gli scienziati sono stati a lungo perplessi sui meccanismi molecolari che determinano l’angolo al quale crescono le radici, poiché questo angolo ha un impatto significativo sull’architettura complessiva del sistema radicale. Nello specifico, gli angoli delle radici orizzontali determinano sistemi radicali più superficiali, mentre gli angoli delle radici verticali portano a sistemi radicali più profondi. Tuttavia, I fattori precisi che determinano questi angoli erano sfuggenti fino a poco tempo fa.

In studi precedenti, sono state stabilite associazioni tra ormoni vegetali come auxine e citochinine e angolo di crescita delle radici. Tuttavia, i meccanismi specifici alla base di questa relazione non sono stati completamente compresi.

Per scoprire le molecole e i percorsi specifici responsabili della determinazione dell'angolo di crescita delle radici, il gruppo di ricerca ha eseguito un'analisi genetica dell'Arabidopsis thaliana, una piccola pianta da fiore appartenente alla famiglia della senape. Hanno osservato meticolosamente come il sistema radicale della pianta rispondeva a un'ampia gamma di migliaia di molecole diverse, il tutto nella ricerca di creare le "piante ideali" Perfetto.

Mebendazole

Il primo autore Wenrong He rivela di aver fatto un'osservazione interessante sulla crescita delle radici quando esposte a una molecola chiamata mebendazolo. Nello specifico, hanno notato che il mebendazolo faceva sì che le radici crescessero più orizzontalmente. La curiosità li ha portati a studiare le proteine ​​o i percorsi con cui il mebendazolo interagiva per produrre questo effetto e hanno scoperto che era correlato alla segnalazione dell’etilene. L'importanza della partecipazione dell'etilene nel La configurazione della struttura del sistema radicale era particolarmente affascinante per He.

Dopo un'attenta osservazione, il gruppo di ricerca ha osservato che l'attivazione dei geni all'interno della via di segnalazione dell'etilene era una risposta diretta alla presenza del mebendazolo. Di conseguenza, questo percorso ha facilitato le successive alterazioni nella crescita delle radici. Ulteriori analisi di questa complessa connessione attraverso indagini biochimiche hanno rivelato che il mebendazolo ostacola efficacemente il funzionamento di una specifica proteina chinasi nota come CTR1. È questo particolare enzima che svolge un ruolo negativo nella regolazione della segnalazione dell'etilene, che alla fine porta alla promozione di un apparato radicale poco profondo.

Busch spiega che, data la natura diffusa della segnalazione dell'etilene nelle piante terrestri, indirizzare gli sforzi verso il percorso dell'etilene rappresenta una grande promessa per il miglioramento dei sistemi radicali. L’obiettivo è utilizzare questa tecnica per sviluppare specie di colture più resistenti e capaci di sequestrare maggiori quantità di carbonio nel sottosuolo, aiutando così nella battaglia contro il cambiamento climatico. La recente scoperta del coinvolgimento dell'etilene nell'architettura del sistema radicale solleva nuove domande per gli scienziati. Stanno ora esplorando la possibilità di identificare molecole alternative, diverse dal mebendazolo, che potrebbero stimolare una crescita delle radici più profonda. Inoltre, i ricercatori stanno studiando se esistono geni specifici all’interno del percorso di segnalazione dell’etilene, ampiamente documentato, che possono essere presi di mira in modo più efficace per promuovere radici più profonde nelle colture e nelle piante.

Spero che con queste informazioni possiate imparare di più su come il controllo della crescita delle radici delle piante potrebbe aiutare a contrastare il cambiamento climatico.


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