I ricercatori avvertono che in futuro si verificheranno più frequentemente eventi meteorologici estremi a causa dei cambiamenti climatici. Le attuali catastrofi ambientali come i numerosi e particolarmente gravi uragani tropicali di quest'anno tendono a confermare questa tendenza. Questi eventi meteorologici estremi sono spesso accompagnati da inondazioni, che interessa sempre di più i terreni agricoli. Questa inondazione sta diventando un problema sempre più serio per la coltivazione delle colture, perché la maggior parte delle colture intensive non sono molto tolleranti alla troppa acqua. Si stanno manifestando maggiori perdite di rendimento. Allo stesso tempo, la pressione sui terreni agricoli disponibili per la produzione di colture sta rapidamente aumentando alla luce di una popolazione globale in crescita.

In tale contesto, I ricercatori della CAU del gruppo di ricerca Plant Developmental Biology e Plant Physiology presso l'Istituto botanico dell'Università di Kiel stanno esaminando gli effetti del cambiamento climatico globale sulla crescita delle piante. Utilizzando l'esempio di un impianto modello che viene frequentemente utilizzato nei laboratori, Arabidopsis thaliana, noto anche come crescione, Il ricercatore di dottorato Emese Eysholdt-Derzsó ha studiato il modo in cui le piante rispondono al basso stress da ossigeno che deriva da troppa acqua. "Nel suo lavoro, Eysholdt-Derzsó descrive per la prima volta come il ristagno e la relativa carenza di ossigeno modificano la direzione di crescita delle radici di crescione e ha decifrato quali meccanismi genetici controllano l'adattamento delle piante, " ha sottolineato il capo del gruppo di ricerca, Professoressa Margaret Sauter. Il team di ricerca con sede a Kiel ha recentemente pubblicato queste nuove scoperte sulla rivista di ricerca Plant Physiology.

Le condizioni del terreno umido e quindi povero di ossigeno sono pericolose per la vita della maggior parte delle piante perché impediscono alle radici di crescere e di assorbire i nutrienti. Per un certo tempo, però, possono adattarsi al ristagno con vari meccanismi di protezione. I ricercatori della Kiel University hanno ora esaminato come la carenza di ossigeno influenzi la crescita e la struttura radicale complessiva del crescione. Fare così, hanno esposto piantine di Arabidopsis di sette giorni a diversi regimi di ossigeno in alternanza:si sono confrontate con condizioni di crescita a basso contenuto di ossigeno per un giorno, seguito da condizioni normali per un giorno. Gli esperimenti hanno mostrato che le radici hanno cercato di sfuggire alle condizioni di basso contenuto di ossigeno crescendo di lato. Fare così, le piante utilizzano un meccanismo di regolazione geneticamente determinato che impedisce il normale, crescita delle radici verso il basso. Anziché, le radici crescono orizzontalmente dove è più probabile che raggiungano aree del suolo più ricche di ossigeno. "Siamo stati in grado di dimostrare che questo processo è reversibile. Non appena era disponibile abbastanza ossigeno, le radici hanno quindi ripreso la normale crescita verso il basso, " ha detto l'autore principale, Eysholdt-Derzso.

Gli scienziati di Kiel hanno chiamato l'intero processo "piegatura delle radici". Sono stati in grado di decifrare la regolazione genetica responsabile:cinque dei 122 membri complessivi della famiglia dei fattori di trascrizione ERF del crescione di Thale sono responsabili delle radici che rispondono allo stress da troppa acqua. Attivano i geni che assicurano la distribuzione mirata dell'ormone della crescita delle piante, auxina, nelle radici. Come conseguenza, questo fitormone viene ricollocato asimmetricamente nel tessuto radicolare. Poiché l'auxina agisce come un inibitore, la radice cresce più lentamente in luoghi con maggiori concentrazioni dell'ormone, facendo piegare la radice. La distribuzione dell'auxina nella radice e quindi l'attivazione del piegamento della radice può essere vista con un marker di auxina a fluorescenza.

Il crescione di Thale appartiene alla famiglia delle piante crocifere ed è imparentato con la colza o varie piante di cavolo. È quindi altamente probabile che i risultati ottenuti dall'organismo modello possano essere trasferiti a colture diverse. La ricerca futura aiuterà a indagare ulteriormente e comprendere il meccanismo di piegatura delle radici anche su altre piante. L'obiettivo a lungo termine dei ricercatori è possibilmente riuscire a trasferire i risultati alle colture, al fine di aumentare la loro tolleranza al ristagno idrico in futuro e quindi ridurre le perdite di resa agricola.