I ricercatori dell'Università di Hiroshima si stanno avvicinando alla scoperta dei processi molecolari alla base del modo in cui le inondazioni privano le piante di ossigeno. Ciò contribuirà a creare colture più resistenti alle inondazioni. Portale Phys.org.
Secondo la Banca Mondiale, le inondazioni sono un rischio globale che minaccia la vita e le proprietà di miliardi di persone. Sempre più persone rischiano la fame a causa delle inondazioni: l'acqua può inondare i raccolti. I ricercatori sono ora più vicini all'identificazione processi molecolarialla base di come le inondazioni privano le piante di ossigeno. Ciò contribuirà a creare colture più resistenti.
Con meta-analisi, che comporta la rianalisi dei dati di altri studi in generale, un team della Graduate School of Integrated Life Sciences dell'Università di Hiroshima ha trovato diversi geni e relativi meccanismi nel riso (Oryza sativa) e nell'Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Gli scienziati hanno pubblicato i risultati della loro ricerca sulla rivista Vita.
"L'ipossia è uno stress abiotico per le piante, spesso causato da inondazioni", ha detto il coautore dello studio Keita Tamura, riferendosi alla mancanza di ossigeno causata dall'eccessiva saturazione. “Anche se in passato sono state fatte molte ricerche, abbiamo pensato che fosse nascosto meccanismi biologici possono essere scoperti analizzando più studi utilizzando la meta-analisi dei dati disponibili pubblicamente".
Il team si è concentrato su riso e crescione, poiché la genetica di entrambe le specie era stata precedentemente ampiamente studiata. Secondo Tamura, il riso è anche considerato una delle colture più importanti al mondo, essendo la principale prodotto alimentare per più di quattro miliardi di persone, secondo l'Advisory Group for International Agricultural Research, capire così come evitare che una pianta reagisca a ipossia, è fondamentale.
I ricercatori hanno identificato 29 coppie di dati di sequenziamento dell'RNA per Arabidopsis e 26 coppie per riso sia in condizioni normali che carenti di ossigeno dai set di dati disponibili. Secondo il professor Hidemasa Bono, il sequenziamento dell'RNA implica la decifrazione del progetto genetico di un soggetto in un determinato punto, il che significa che i dati possono essere utilizzati per studiare quali geni hanno causato quali cambiamenti.
"Analizzando i dati di sequenziamento dell'RNA, abbiamo identificato 40 e 19 geni sovraregolati e sottoregolati in entrambe le specie", ha detto Bono. "Tra questi, alcuni fattori di trascrizione WRKY e cinnamato-4-idrossilasi, il cui ruolo nella risposta all'ipossia rimane sconosciuto, erano generalmente sovraregolati sia nell'Arabidopsis che nel riso".
Secondo Bono, questa sovraregolazione generale significa che questi meccanismi molecolari diventano più attivi quando c'è una mancanza di ossigeno, indicando la loro specifica responsabilità meccanicistica nel modo in cui le piante rispondono.
Bono e Tamura hanno confrontato i loro risultati con una meta-analisi simile dell'ipossia nelle cellule umane e nei campioni di tessuto. Hanno scoperto che due dei geni comunemente attivati in riso e Arabidopsis sono stati soppressi nelle loro controparti umane.
"La nostra meta-analisi suggerisce diversi meccanismi molecolari per l'ipossia nelle piante e negli animali", ha detto Bono. “Ci si aspetta che i geni candidati identificati in questo studio facciano luce sui nuovi meccanismi molecolari della risposta delle piante all'ipossia. In definitiva, abbiamo in programma di manipolare uno dei geni candidati con la tecnologia di modifica del genoma per creare piante resistenti alle inondazioni".