Nuova scoperta (anche italiana) per aumentare le rese agricole anche in carenza d’acqua

[15 gennaio 2014]

Un team di scienziati, guidato dai ricercatori del Centre for Crop Improvement Technology della School of Biological and Biomedical Sciences della Durham University, ha scoperto un meccanismo naturale delle piante che potrebbe stimolare la loro crescita anche sotto stress e che avrebbe la potenzialità di portare a una migliore resa delle colture. Alla ricerca (Small Ubiquitin-like Modifier Protein SUMO Enables Plants to Control Growth Independently of the Phytohormone Gibberellin), pubblicata su  Developmental Cell, hanno partecipato anche i ricercatori italiani Lucio Conti, Massimo Galbiati e Chiara Tonelli, dell’università degli studi di Milano e della Fondazione Filarete.

Il lavoro è stato condotto con il Thale Cress, un modello per la ricerca sulle piante che crescono naturalmente in quasi tutta Europa e l’Asia centrale, ma gli scienziati dicono che il meccanismo che hanno trovato esiste anche in colture come l’orzo, il mais, il riso e il grano.

Come risposta alle condizioni avverse, ad esempio carenza d’acqua o un alto contenuto di sale nel suolo, le piante per risparmiare energia  rallentano naturalmente la loro crescita o addirittura smettono di crescere del tutto, in risposta a condizioni avverse. Questo avviene attraverso proteine che reprimono la crescita della pianta, ma questo processo si inverte quando le piante producono un ormone, chiamato Gibberellin, che scompone le proteine che reprimono la crescita. La repressione della crescita rappresenta un grosso problema per gli agricoltori, visto che le coltivazioni con una crescita limitata producono rese più basse.

Il team  britannico, che comprendeva anche esperti delle università di Nottingham e di Warwick e di Rothamsted Research, hanno scoperto che le piante hanno la capacità naturale di regolare la loro crescita, indipendentemente dal Gibberellin, specialmente durante i periodi di stress ambientale. Le piante producono una proteina modificatrice, chiamata Sumo, che interagisce con la crescita e reprime le proteine.

Secondo i ricercatori «Modificando l’interazione tra la proteina modificatrice e le proteine repressori si possono rimuovere i freni alla crescita delle piante, il che porta a rese più elevate, anche quando le piante risultano sotto stress. L’interazione tra le proteine può essere modificata in vari modi, anche mediante metodi convenzionali di coltivazione delle piante e tecniche biotecnologiche».

Ari Sadanandom, direttore associato del Durham Centre for Crop Improvement è convinto che la scoperta potrebbe fornire un aiuto importante alla produzione agricola: «Quello che abbiamo scoperto è un meccanismo molecolare delle piante che stabilizza i livelli di proteine specifiche che limitano la crescita in condizioni ambientali mutevoli. Questo meccanismo funziona indipendentemente dell’ormone Gibberellin, quindi possiamo usare questa nuova scoperta per un nuovo approccio per incoraggiare le piante a crescere, anche quando sono sotto stress. Se sei un agricoltore sul campo, allora non vuoi  che il grano smetta di crescere ogni volta che si trova ad affrontare condizioni avverse. Se possiamo incoraggiare le colture a continuare a crescere, anche di fronte a condizioni avverse, questo potrebbe darci maggiori rese e portare all’intensificazione sostenibile della produzione alimentare che dobbiamo raggiungere per soddisfare le esigenze di un pianeta con risorse limitate».

La ricerca è stata finanziata dal Biotechnology and Biological Sciences Research Council  ed e il partner commerciale dell’università di Durham, Flora Bioscience Limited, ha già presentato richieste di brevetto e per i diritti di commercializzazione.