L’indagine nasce per rispondere alle complesse sfide dell’agricoltura contemporanea, legate in particolare al surriscaldamento globale e alla diminuzione delle risorse di acqua dolce. In questo momento storico è sempre più rilevante la domanda di colture agricole che consumino meno risorse idriche e che mantengano la produttività. A tal proposito non è semplice identificare varietà di piante idonee a queste sperimentazioni.

Il fulcro di questa ricerca è il meccanismo di traspirazione della pianta, cioè il momento in cui l’anidride carbonica penetra nelle foglie e viene assimilata nello zucchero grazie alla fotosintesi. Traspirazione e assorbimento di anidride carbonica si attivano attraverso gli stomi, le aperture nella superficie delle foglie che si aprono e chiudono regolando l’idratazione delle piante. In caso di siccità, le piante reagiscono chiudendo gli stomi per preservare quanta più acqua possibile. Ma questa condizione riduce anche l’assorbimento di anidride carbonica, quindi lo zucchero prodotto dalla fotosintesi. Lo zucchero è necessario alla crescita della pianta. La frutta di una pianta senza acqua è più piccola, meno gustosa, di minor quantità.

Nel presente studio, i ricercatori hanno indotto una modifica genetica utilizzando il metodo CRISPR, puntando su un gene conosciuto come ROP9. Le proteine ROP funzionano come interruttori, passando da uno stato attivo o inattivo. L’eliminazione del gene è molto pronunciata nelle ore più calde della giornata, quando il tasso di perdita di acqua dalle piante nel processo di traspirazione è al suo massimo. Al contempo, non è significativa di mattina e nel pomeriggio. Gli stomi rimasti aperti hanno permesso l’assorbimento dell’anidride carbonica necessaria.

I risultati hanno rivelato che sebbene le piante modificate con ROP9 perdano meno acqua durante il processo di traspirazione, non vi è alcun effetto negativo sulla fotosintesi, sulla quantità di raccolto o sulla qualità. Inoltre, è stato identificato un nuovo e inaspettato meccanismo per regolare l’apertura e la chiusura degli stomi, in relazione al livello di sostanze ossidanti, note come specie reattive dell’ossigeno. Questa scoperta ha implicazioni significative anche per le conoscenze scientifiche di base.

Vi è grande somiglianza tra il ROP9 nei pomodori e le proteine ROP presenti in altre piante coltivate come il pepe, la melanzana e il grano. Questo lavoro apre le prospettive su diverse coltivazioni ed è per questo di grande importanza per il settore.

Fonte: Phys.org

Foto di pawel blazewicz su Unsplash