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Una dose di etanolo, meglio noto come alcol comune, può consentire alle piante di resistere a stress da calore che potrebbero altrimenti ucciderle, hanno scoperto i biologi RIKEN. Ciò potrebbe offrire un modo a basso costo per rendere le colture più resistenti agli effetti del cambiamento climatico.
Il riscaldamento globale sta aumentando il rischio di perdite di resa legate al calore nelle colture agricole in tutto il mondo. La scoperta di metodi per ridurre queste perdite potrebbe aiutare a proteggere la sostenibilità dell'agricoltura.
L'ingegneria genetica è una tecnica potente per raggiungere questo obiettivo, ma c'è anche un grande bisogno di soluzioni a bassa tecnologia che siano più facili ed economiche da implementare. "Dobbiamo sviluppare tecnologie nuove, semplici e meno costose perché le piante geneticamente modificate non sono prontamente disponibili in tutti i paesi", osserva Motoaki Seki del RIKEN Center for Sustainable Resource Science.
Il pretrattamento delle colture con composti chimici sicuri è un approccio promettente per realizzare questo. Gli scienziati stanno esplorando questo approccio studiando la capacità di una varietà di sostanze chimiche di rendere le piante più tolleranti agli stress ambientali.
Ora, Seki e i suoi colleghi hanno scoperto che la semplice applicazione di etanolo alle piante prima dell'esposizione al calore può renderle più tolleranti al calore. "L'applicazione esterna di etanolo potrebbe essere un modo semplice, economico ed efficace per migliorare la tolleranza al calore in una varietà di piante", afferma Seki.
Il team ha esposto la lattuga e il crescione a una bassa concentrazione di etanolo nel terreno per diversi giorni. Le piante di controllo trattate e non trattate sono state quindi coltivate brevemente a temperature sufficientemente elevate da indurre stress da calore. Solo il 10% delle piante non trattate è sopravvissuto allo stress da caldo, mentre fino al 70% delle piante trattate è sopravvissuto, indicando un beneficio molto significativo dall'etanolo.
I ricercatori hanno anche ottenuto indizi sui meccanismi molecolari alla base dell'effetto. Hanno identificato un insieme di geni e processi biochimici attivati dal trattamento con etanolo.
Una caratteristica della risposta è l'aumento della produzione di una proteina chiamata Binding Protein-3, che è coinvolta nell'adattamento allo stress in un organello chiamato reticolo endoplasmatico. Questa risposta allo stress è nota come risposta proteica spiegata, poiché attenua gli effetti del ripiegamento errato delle proteine che possono verificarsi durante lo stress ambientale.
Seki e il suo team intendono raccogliere ulteriori informazioni sul meccanismo. "Sebbene abbiamo scoperto che la risposta della proteina spiegata è coinvolta, ora dobbiamo intraprendere ulteriori studi per rivelare gli aspetti sconosciuti della rete mediata dall'etanolo per l'adattamento allo stress ambientale", afferma Seki. Imparare di più sul meccanismo potrebbe rivelare modi per potenziare l'effetto protettivo e forse perfezionarlo a beneficio di una gamma più ampia di specie.
Lo studio è pubblicato in Plant Molecular Biology . + Esplora ulteriormente
