Una ricerca italo-britannica con potenziali ricadute positive in agricoltura

Ecco come le piante frenano lo sviluppo per sopravvivere allo stress salino

[21 gennaio 2014]

Un gruppo di ricercatori italiani e britannici è riuscito a descrivere dettagliatamente il meccanismo molecolare attraverso il quale la salinità frena lo sviluppo delle piante. Si tratta dei ricercatori dell’università Statale di Milano Lucio Conti, Massimo Galbiati e Chiara Tonelli, in collaborazione con i loro colleghi dell’università britannica di Durham, che hanno pubblicato su Developmental Cell lo studio “Small Ubiquitin-like Modifier Protein SUMO Enables Plants to Control Growth Independently of the Phytohormone Gibberellin”.

I tre ricercatori italiani sottolineano che «la salinità provoca gravi danni all’agricoltura e alla produttività delle piante. Alte concentrazioni di sodio riducono l’assorbimento di acqua da parte delle radici e danneggiano le cellule, minacciando seriamente la sopravvivenza della pianta. Una reazione naturale della pianta allo stress salino è di tipo morfologico: la pianta si adatta riducendo il proprio sviluppo. Se in tal modo la pianta riesce a sopravvivere, la sua produttività in termini di raccolto subisce tuttavia un drastico ridimensionamento. E’ facile capire come in questo quadro sia centrale l’impegno della ricerca scientifica per comprendere sempre meglio i meccanismi fisiologici e molecolari alla base dell’adattamento allo stress salino».

Riportando lo studio di Conti, Galbiati e Tonelli e dei ricercatori di Durham, la Statale di Milano scrive in una nota: «Ma andiamo con ordine. Una delle più importante scoperte fatte in questo campo, alla base della cosiddetta rivoluzione verde che valse il premio Nobel per la pace a Norman Bourlag nel 1970, è stata la dimostrazione che la salinità provoca un abbassamento di acido gibberellico (GA), un ormone vegetale che funziona da induttore della crescita. Studi più recenti hanno spiegato come l’effetto di stimolazione della crescita svolto da GA avvenga tramite l’inattivazione (tramite degradazione) prodotta da questo ormone di una classe di proteine chiamate DELLA, le quali  hanno una funzione di “freno” della crescita».

Il team di ricerca italo-britannico ha utilizzato l’Arabidopsis thaliana come piante “sistema modello” e nel nuovo studio descrive dettagliatamente il meccanismo attraverso il quale si attiva DELLA e svolge effettivamente la sua funzione di riduttore della crescita.

I ricercatori hanno scoperto che «a rendere efficace la funzione di DELLA come sensore del livello di salinità e freno allo sviluppo della pianta è in realtà un’alterazione di DELLA, che subentra quando questa proteina viene “attaccata” da un’altra proteina, chiamata SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier, ndr). Così “colonizzata”, cioè coniugata a SUMO, DELLA (nella versione S-DELLA) diventa capace di depotenziare l’azione di silenziamento svolta da  GA procedendo quindi a “frenare” lo sviluppo della pianta».

Il meccanismo individuato ed osservato nell’Arabidopsis è conservato nella maggioranza delle piante, incluse quelle di interesse agricolo: «Si tratta quindi di un passo avanti che apre importanti prospettive per il controllo della risposta adottata dalla pianta in condizione di stress salino – dicono gli scienziati milanesi – la relazione tra S-DELLA e GA rappresenta un bersaglio molto interessante al fine di ottenere nuove varietà coltivate caratterizzate da una crescita vigorosa anche in condizioni di salinità».