I ricercatori dell'Università di Hiroshima sono più vicini all'identificazione dei processi molecolari alla base del modo in cui le inondazioni privano le piante di ossigeno e di come progettare colture più resistenti.

Le inondazioni sono un rischio globale, secondo la Banca Mondiale, con la vita e le proprietà di miliardi di persone minacciate. Sempre più persone corrono il rischio di morire di fame a causa delle inondazioni:le acque possono annegare i raccolti. Ora, i ricercatori si stanno avvicinando all'identificazione dei processi molecolari alla base del modo in cui le inondazioni privano le piante di ossigeno e di come progettare colture più resistenti.

Attraverso una meta-analisi, che prevede la rianalisi in massa dei dati di altri studi, il team della Graduate School of Integrated Sciences for Life dell'Università di Hiroshima ha scoperto diversi geni comuni e i loro meccanismi correlati nel riso (Oryza sativa) e nel thale cress (Arabidopsis thaliana ).

Hanno pubblicato i loro risultati il ​​19 luglio su Life .

"L'ipossia è uno stress abiotico per le piante spesso causato da inondazioni", ha detto il primo autore Keita Tamura, riferendosi alla privazione di ossigeno causata dalla sovrasaturazione. "Sebbene siano stati condotti molti studi in precedenza, abbiamo pensato che si potessero trovare meccanismi biologici nascosti analizzando più studi attraverso una meta-analisi di dati pubblicamente disponibili."

Il team si è concentrato su riso e crescione, poiché la genetica di entrambi è stata ampiamente studiata, fornendo ampie quantità di dati. Il riso è anche considerato una delle colture più importanti del mondo, serve come alimento base per oltre quattro miliardi di persone, secondo il Gruppo consultivo per la ricerca agricola internazionale, quindi capire come prevenire una risposta all'ipossia nella pianta è fondamentale, ha detto Tamura .

I ricercatori hanno identificato 29 coppie di dati di sequenziamento dell'RNA per il crescione e 26 coppie per il riso per le piante sia in condizioni normali di ossigeno che in condizioni di privazione di ossigeno dai set di dati disponibili. Il sequenziamento dell'RNA implica la trascrizione dei modelli genetici del soggetto in un momento specifico, il che significa che i dati possono essere utilizzati per indagare quali geni hanno attivato quali cambiamenti, secondo l'autore corrispondente, il professor Hidemasa Bono.

"Analizzando i dati di sequenziamento dell'RNA dei trattamenti dell'ipossia nel crescione e nel riso, abbiamo identificato 40 e 19 geni comunemente sovraregolati e sottoregolati in entrambe le specie", ha detto Bono. "Tra questi, alcuni fattori di trascrizione WRKY e la cinnamato-4-idrossilasi, il cui ruolo nella risposta all'ipossia rimane sconosciuto, erano comunemente sovraregolati sia nel crescione che nel riso."

Secondo Bono, questa sovraregolazione comune significa che questi macchinari molecolari sono diventati più attivi in ​​condizioni di privazione di ossigeno, indicando che hanno responsabilità meccanicistiche specifiche su come rispondono le piante.

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 sovraregolati nel riso e il thale crescione erano sottoregolati nelle loro controparti umane.

"La nostra meta-analisi suggerisce meccanismi molecolari distinti sotto l'ipossia in piante e animali", ha detto Bono. "I geni candidati identificati in questo studio dovrebbero chiarire i nuovi meccanismi molecolari delle risposte all'ipossia nelle piante. In definitiva, abbiamo in programma di manipolare uno dei geni candidati attraverso la tecnologia di modifica del genoma per creare piante resistenti alle inondazioni". + Esplora ulteriormente

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