Ecco come le radici dei cereali vanno in cerca di acqua nel suolo

Gli scienziati delle piante dell’Università di Nottingham, in collaborazione con l’Università Jiao Tong di Shanghai, hanno identificato come l’acido abscisico (ABA), un ormone vegetale noto per il suo ruolo nella risposta alla siccità, influenza gli angoli di crescita delle radici nelle colture cerealicole come riso e mais.

I risultati sono stati pubblicati su Current Biology.

Lo studio evidenzia come ABA e auxina, un altro ormone chiave, lavorano insieme per modellare l’angolo di crescita delle radici, fornendo una strategia potenziale per sviluppare colture resistenti alla siccità con una migliore architettura del sistema di radici.

La siccità rappresenta una grave minaccia per la sicurezza alimentare globale e migliorare la capacità delle colture di resistere alla carenza d'acqua è fondamentale. La siccità, un importante fattore di stress abiotico, ha causato notevoli perdite di produzione di colture di circa $ 30 miliardi nell'ultimo decennio.

Con una popolazione prevista di 10 miliardi entro il 2050 e grave esaurimento dell'acqua dolce, lo sviluppo di colture resistenti alla siccità è di fondamentale importanza.

Le piante si affidano ai loro sistemi di radici, gli organi primari per interagire con il suolo, per cercare attivamente l’acqua.

In condizioni di siccità, l'acqua spesso si esaurisce nel suolo e rimane accessibile solo negli strati più profondi del sottosuolo.

L'acido acida (ABA) svolge un ruolo importante nell'aiutare le piante ad adattarsi a queste condizioni difficili.

Questo nuovo studio fornisce nuove intuizioni su come l’ABA cambia gli angoli di crescita delle radici per consentire alle piante di raggiungere sottosuolo più profondi alla ricerca di acqua.

I ricercatori hanno scoperto un nuovo meccanismo in cui ABA promuove la produzione di auxina, che migliora il gravitropismo delle radici per farli crescere con angoli più ripidi in risposta alla siccità.

Gli esperimenti hanno mostrato che le piante con mutazioni genetiche che bloccano la produzione di ABA avevano angoli di radice meno bassi e una risposta di flessione delle radici più debole alla gravità rispetto alle piante normali.

Questi difetti erano legati a livelli di auxina più bassi nelle loro radici.

Aggiungendo l’ausina esternamente, i ricercatori hanno ripristinato la normale crescita delle radici in questi mutanti, dimostrando che l’auxina è la chiave di questo processo.

I risultati sono stati coerenti sia nel riso che nel mais, suggerendo che questo meccanismo potrebbe applicarsi anche ad altre colture di cereali.

Il dottor Rahul Bhosal, assistente professore della School of Bioscience, è uno degli autori principali dello studio, ha dichiarato: “Trovare modi per affrontare l’insicurezza alimentare è vitale e più comprendiamo i meccanismi che controllano la crescita delle piante, più siamo vicini a progettare sistemi per aiutare le piante a fare questo e migliorare le rese delle colture durante la siccità”.