Nel team di ricerca anche gli scienziati di Elettra Sincrotrone Trieste in AREA Science Park

Rischio alluminio: scoperti i meccanismi di tossicità che limitano la crescita delle piante

Bastano pochi minuti di esposizione per compromettere la crescita della radici

[13 marzo 2015]

Lo studio “Identification of the primary lesion of toxic aluminum (Al) in plant roots”, pubblicato su  Plant Physiology, che ha visto la collaborazione delle università australiane del Queensland e del South Australia, del’niversità di Oxford e dell’Elettra Sincrotrone Trieste in AREA Science Park si è occupato di un grosso problema: «Negli ultimi  40 anni un terzo dei terreni coltivabili di tutto il mondo è stato perso perchè non produceva più. Uno degli elementi maggiormente responsabili di questo processo è l’alluminio, che costituisce un problema in particolare per i suoli acidi: circa il 40% dei terreni agricoli del mondo. In questi suoli, i minerali si dissolvono e rilasciano in soluzione il metallo, che poi limita la crescita delle piante. Nonostante gli effetti dell’alluminio fossero noti sin dai primi del Novecento, le ragioni alla base della sua tossicità non sono mai state comprese fino in fondo».

Il team di ricercatori italiani, australiani e britannici a ha utilizzato una combinazione di tecniche e il microscopio TwinMic, che usa la luce di sincrotrone di Elettra, per “fotografare” per la prima volta le modalità d’accumulo dell’alluminio nelle radici dei semi di soia, in funzione dei tempi di esposizione.

Secondo i ricecatori triestini «Lo studio ha dimostrato che gli effetti tossici dell’alluminio sono estremamente rapidi, esercitandosi già a partire dai primi cinque minuti di esposizione al metallo e sono dovuti a un’inibizione diretta dell’allungamento di determinate cellule situate all’apice della radice e direttamente responsabili della sua crescita».

Alessandra Gianoncelli, ricercatrice di Elettra, spiega: «Utilizzando TwinMic e la tecnica della fluorescenza ai raggi X siamo riusciti a ottenere una serie di mappe chimiche, che hanno evidenziato come l’alluminio si concentri nelle pareti di queste cellule, impedendone l’allentamento e l’allungamento necessari. In questo modo le radici non possono crescere e la pianta non potrà accedere all’acqua e ai nutrienti necessari per portare a termine il ciclo riproduttivo. L’effetto è già chiaramente visibile in pochi minuti ma, anche lasciando passare 24 ore, le cellule in cui l’alluminio si è concentrato sono sempre quelle collocate nella stessa zona della radice».

Il principale autore della ricerca, Peter Kopittke dell’università del Queensland, evidenzia che  «Questo studio  è una chiave importante per la corretta costruzione di strategie atte a contrastare la perdita dei suoli agricoli. Una possibile soluzione per tutelare la produzione agricola passa infatti attraverso la produzione di colture più resistenti all’alluminio. A questo scopo la conoscenza dei meccanismi d’accumulo e d’azione  del metallo, a livello cellulare e subcellulare, è di fondamentale importanza».