Rendere il pomodoro più tollerante al caldo estremo

I biologi della Brown University hanno scoperto che ciò rende alcuni tipi di pomodori più tolleranti al calore, producendo intuizioni che potrebbero aiutare le colture ad adattarsi ai cambiamenti climatici. 

La scoperta, dettagliata in uno studio in Current Biology, potrebbe informare una strategia chiave per proteggere l’approvvigionamento alimentare di fronte all’instabilità climatica, hanno detto i ricercatori. La produttività agricola è particolarmente vulnerabile ai cambiamenti climatici, secondo lo studio, e si prevede che l’aumento delle temperature ridurrà i raccolti dal 2,5% al 16% per ogni ulteriore 1 grado Celsius di riscaldamento stagionale.

Comprendere la termointolleranza, o la capacità di una pianta di resistere a temperature estreme, è una strategia promettente per affrontare l’adattamento climatico, ha detto l’autore dello studio Mark Johnson, professore di biologia a Brown.

La fase di riproduzione delle piante è stata al centro della ricerca nel laboratorio di Johnson per molti anni. Mentre la letteratura scientifica include studi su come lo stress da calore influisce sulla crescita delle piante in generale, o sullo sviluppo di strutture riproduttive chiave, c'è stata un'assenza di lavoro che ha esaminato specificamente ciò che accade dopo che il polline atterra sullo stigma durante la riproduzione delle piante, ha detto Johnson.

La ricerca si è concentrata sulla fase di crescita del tubo di polline del ciclo riproduttivo della pianta. Ha studiato diverse cultivar di piante di pomodoro note per la loro capacità di produrre frutta in stagioni di crescita eccezionalmente calde. Le varietà di pomodoro nello studio erano originarie delle Filippine, della Russia e del Messico e sono state tutte coltivate nel Plant Environment Center di Brown.

In collaborazione con gli scienziati dell'Università dell'Arizona, è stato studiato come lo stress termico influisce sulla capacità del polline di crescere nel fiore della pianta di pomodoro. Si è concentrato su come l'espressione genica cambia quando il polline di pomodoro prodotto dalle piante che crescono in condizioni di serra ottimali è stato esposto a temperature elevate quando cresce in una capsante di Petri.

I partner del team in Arizona hanno scoperto che l'esposizione alle alte temperature solo durante la fase di crescita del tubo di polline limita la produzione di frutta e semi in modo più significativo nelle cultivar di pomodoro sensibili al calore rispetto a quelle tolleranti al calore. È importante sottolineare che Ouonkap ha scoperto che i tubi di polline della varietà Tamaulipas di pomodoro, noti per essere tolleranti al calore, hanno un aumento della crescita sotto le alte temperature. La sua analisi molecolare del tubo di polline in questi pomodori ha permesso al team di ricerca di individuare i meccanismi associati alla termolleranza.

I pomodori sono un organismo ideale per questo tipo di ricerca, hanno detto i ricercatori. La capacità delle diverse varietà di adattarsi a una varietà di climi estremi offre agli scienziati approfondimenti su come le specie variano nelle loro risposte alle condizioni ambientali. I pomodori sono anche un importante raccolto commerciale nei paesi di tutto il mondo, dal Mediterraneo all’Egitto alla Turchia alla California – alcuni dei quali sono tra i più vulnerabili alle condizioni di calore estremo.

Con i giusti meccanismi molecolari ora identificati, un passo successivo sarebbe determinare tecniche specifiche per consentire la crescita del pomodoro in diversi climi. In uno scenario ipotetico, gli scienziati potrebbero sviluppare una piccola molecola che potrebbe innescare il polline nelle piante per essere in grado di resistere a un’ondata di calore, ha spiegato Johnson.