La ricerca scientifica nel campo dell’agricoltura è in continua evoluzione, con l’obiettivo di sviluppare colture sempre più resistenti e sostenibili. In questo contesto, un team di ricercatori dell’Università di Nottingham ha fatto una scoperta rivoluzionaria riguardante il ruolo delle proteine dirigenti nelle radici delle piante. Queste proteine sono fondamentali per regolare l’assorbimento di acqua e nutrienti dal suolo, controllando la barriera di lignina nell’endoderma. Tale scoperta potrebbe avere implicazioni significative nello sviluppo di colture resistenti alla siccità e che richiedono meno risorse, adattandosi ai cambiamenti climatici e garantendo la sicurezza alimentare futura.
Funzione delle radici e endoderma
Le radici delle piante hanno la funzione di assorbire i nutrienti minerali e l’acqua dal suolo, oltre a controllarne il corretto equilibrio all’interno della pianta. Questo controllo è esercitato da uno strato specializzato di tessuto radicale chiamato endoderma.
L’endoderma contiene una barriera al movimento di soluti e acqua costituita da lignina, lo stesso materiale presente nel legno. Questa barriera impermeabile blocca il movimento incontrollato di materiale all’interno della radice, formando un sigillo stretto tra le cellule. Questo sigillo garantisce che l’unico percorso per l’assorbimento di nutrienti e acqua da parte delle radici avvenga attraverso le cellule dell’endoderma. Ciò consente un controllo cellulare completo su ciò che entra ed esce dalla pianta attraverso le radici.
Ruolo delle proteine dirigenti
La ricerca ha identificato nuovi componenti del meccanismo di deposizione della lignina, concentrandosi sulla funzione delle proteine dirigenti (DPs), localizzate nell’endoderma radicale. Queste proteine agiscono in coordinamento con altri componenti regolatori radicale per dirigere e organizzare la corretta deposizione di lignina nell’endoderma, permettendo alla pianta di assicurarsi il giusto equilibrio di nutrienti dal suolo.
Il dottor Gabriel Castrillo, uno dei leader della ricerca presso la School of Biosciences dell’Università di Nottingham, ha dichiarato: “Con temperature record raggiunte in alcune parti del mondo quest’anno e precipitazioni irregolari, è sempre più importante comprendere i meccanismi delle piante per poterle rendere resistenti al futuro e garantire le forniture alimentari future. Questa ricerca mostra come le radici delle piante regolino il loro assorbimento di acqua e nutrienti attraverso la deposizione di lignina, che è regolata dalle DPs. Senza queste proteine, il corretto sigillo radicale non viene completato e l’equilibrio dei nutrienti nella pianta è compromesso. Possiamo utilizzare questa conoscenza per ingegnerizzare piante in grado di crescere con meno acqua e fertilizzanti chimici.”
Riferimento
La ricerca, pubblicata sulla rivista Science, si intitola “Un complesso di proteine dirigenti dirige la polimerizzazione della lignina e l’assemblaggio della barriera di diffusione radicale” ed è stata condotta da Yi-Qun Gao, Jin-Quan Huang, Guilhem Reyt, Tao Song, Ashley Love, David Tiemessen, Pei-Ying Xue, Wen-Kai Wu, Michael W. George, Xiao-Ya Chen, Dai-Yin Chao, Gabriel Castrillo e David E. Salt. Il documento è datato 26 ottobre 2023 e il DOI è 10.1126/science.adi5032.
