Le colture agricole spesso affrontano condizioni ambientali difficili. Invece di utilizzare l'energia per la crescita, fattori come malattie, temperature estreme e terreni salati costringono le piante a usarla per rispondere allo stress risultante. Questo fenomeno è chiamato "il compromesso tra la risposta alla crescita e lo stress".
Un team di ricercatori dell'Università di Nagoya ha scoperto un percorso precedentemente sconosciuto per regolare se una pianta utilizza le sue risorse per la crescita o per far fronte allo stress. Portale Phys.org. Questa scoperta potrebbe consentire il controllo della risposta allo stress in condizioni agricole, aumentandone la resa. Gli scienziati hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Scienze.
Il gruppo di ricerca, guidato dal professor Yoshikatsu Matsubayashi e dalla professoressa associata Mari Ohnishi della Scuola di specializzazione in scienze della vita dell'Università di Nagoya in Giappone, ha studiato il ruolo degli ormoni e dei loro recettori nelle risposte delle piante allo stress.
Si sono concentrati su tre recettori per i quali l'ormone corrispondente non era stato ancora identificato. Utilizzando Arabidopsis thaliana, una piccola pianta da fiore, hanno scoperto la famiglia PSY che funziona come un ormone, legandosi a questi recettori e trasformando la risposta allo stress in crescita e viceversa.
Normalmente, i recettori e gli ormoni funzionano come serrature e chiavi, con l'ormone (in questo caso, il peptide PSY) che agisce come la chiave necessaria per avviare il processo biologico. Tuttavia, in questo studio, le cellule vegetali che non producevano PSY hanno comunque avuto una risposta allo stress attiva. Pertanto, questo suggerisce che invece di attivare la risposta allo stress, la presenza di una "chiave" PSY nel "blocco" del recettore la tiene spenta.
Per testare la natura delle risposte allo stress, i ricercatori hanno coltivato piante in condizioni estremamente stressanti usando calore, sale e le hanno infettate con batteri. Le piante che erano carenti di recettori PSY o che ricevevano costantemente l'ormone PSY non sono riuscite a rispondere adeguatamente allo stress, con conseguente riduzione della sopravvivenza. Gli scienziati hanno concluso che le piante stressate smettono di produrre PSY, la cui assenza provoca risposte allo stress.
Per spiegare questo fenomeno, i ricercatori hanno proposto un meccanismo in base al quale le cellule danneggiate riducono la concentrazione di ormoni PSY negli strati cellulari adiacenti alle aree danneggiate. Questa mancanza di PSY innesca la risposta allo stress. È importante sottolineare che questo potrebbe spiegare perché anche le piante danneggiate possono inviare messaggi.
Invece di utilizzare le sue limitate risorse per creare un nuovo segnale, la cellula vegetale danneggiata può invece fermare il rilascio dell'ormone PSY, attivando la risposta allo stress. Un tale meccanismo consentirebbe di bilanciare la resistenza allo stress con i costi energetici associati. Di conseguenza, anche nelle condizioni ambientali più stressanti, le piante possono ancora crescere gestendo le loro limitate risorse.
La maggior parte dei meccanismi che si trovano nell'Arabidopsis si trovano anche in altre piante. Pertanto, questi risultati sono applicabili a tutte le culture.