Verdura, frutta, o grano:la maggior parte del nostro cibo deriva dalla riproduzione delle piante. I ricercatori dell'UZH hanno ora scoperto la chiave del modo in cui le piante regolano la crescita del polline e la formazione dei semi. Oltre alla formazione dei semi, la conoscenza di queste vie di segnalazione può essere utilizzata per influenzare la crescita delle piante o la loro difesa contro i parassiti.

Circa l'80-85% del nostro fabbisogno calorico è coperto dai semi, direttamente come alimento o indirettamente attraverso l'uso come mangime. I semi sono il risultato della riproduzione delle piante. Durante il periodo di fioritura, i tessuti maschili e femminili interagiscono tra loro in diversi modi. Quando il polline atterra sullo stigma del fiore, germina e forma un tubo pollinico, che poi cresce rapidamente verso l'ovaio della pianta. Una volta trovato un ovulo, il tubo pollinico si rompe per rilasciare gli spermatozoi, che fertilizzano l'ovulo e danno inizio alla formazione dei semi.

Il tubo pollinico interagisce con il tessuto vegetale femminile

Guidato da Ueli Grossniklaus, professore presso il Dipartimento di biologia vegetale e microbica dell'Università di Zurigo, un team di ricerca internazionale ha ora dimostrato come interagisce il tubo pollinico con, e risponde a, tessuto vegetale femminile. Il tubo pollinico lo fa secernendo segnali extracellulari (peptidi RALF) che utilizza per esplorare il suo ambiente cellulare e regolarne la crescita. Due recettori sulla superficie della cellula le permettono di percepire i segnali secreti e di trasmetterli all'interno della cellula.

I segnali intracellulari regolano la crescita

Lavorando insieme ai team di Christoph Ringli dell'UZH e Jorge Muschietti dell'Università di Buenos Aires, il team di Grossniklaus è stato in grado di determinare che altre proteine ​​dovevano essere attive affinché il tubo pollinico potesse riconoscere i segnali:le proteine ​​LRX. Queste proteine ​​sono state identificate all'UZH 15 anni fa da Beat Keller e dal suo gruppo di ricerca, ma la loro funzione in precedenza non era stata chiara. Le proteine ​​LRX sono localizzate nella parete cellulare che circonda le cellule vegetali, dove i segnali possono attraccare. "Sospettiamo che il tubo pollinico esplori i cambiamenti nella parete cellulare inviando segnali e rispondendo di conseguenza, ad esempio riallineando la sua crescita, " dice Ueli Grossniklaus. È raro che le piante producano e percepiscano segnali con le stesse cellule. I ricercatori sospettano che questo permetta al tubo pollinico, che cresce molto rapidamente, rispondere più rapidamente ai cambiamenti nel suo ambiente piuttosto che dipendere dai segnali di altre cellule vicine.

Le intuizioni molecolari aprono un'ampia gamma di potenziali applicazioni

Le vie di segnalazione descritte dai ricercatori sono coinvolte in molti altri processi di base, e la conoscenza di come funzionano apre numerose possibili applicazioni per la selezione delle piante. "Comprendendo meglio come funzionano queste proteine, non solo possiamo influenzare l'impollinazione e la formazione dei semi, ma anche lo sviluppo e la crescita delle piante o la loro difesa dai parassiti, " conclude Ueli Grossniklaus.