La fecondazione, l'unione dei gameti maschili e femminili, è un passaggio cruciale nel ciclo riproduttivo delle angiosperme, note anche come piante da fiore. Tuttavia, il processo di fecondazione può essere interrotto da stress ambientali come caldo, freddo o siccità. Questa interruzione può portare alla mancata fecondazione, con conseguente riduzione della produzione di semi e perdite di rendimento del raccolto.
La ricerca precedente si era concentrata principalmente sul ruolo dei gameti maschili, del polline, nelle interazioni polline-pistillo e nel recupero della fecondazione. Tuttavia, la controparte femminile, la cellula uovo, è rimasta relativamente inesplorata in questo contesto.
Il gruppo di ricerca, guidato da scienziati dell’Università della California, Berkeley, e del Max Planck Institute for Plant Breeding Research, ha deciso di studiare il ruolo dei gameti femminili nel recupero della fecondazione. Utilizzando la pianta modello Arabidopsis thaliana, hanno condotto una serie di esperimenti per studiare come gli ovociti rispondono alle interruzioni della fecondazione causate da stress ambientali.
I risultati hanno rivelato che gli ovociti svolgono un ruolo attivo nel controllo del recupero della fecondazione. Quando la fecondazione veniva interrotta dallo stress da calore, gli ovuli producevano una proteina specifica che innescava una cascata di segnali. Questa cascata ha portato a cambiamenti nell’espressione genetica dei tessuti circostanti, promuovendo lo sviluppo di strutture specializzate chiamate sinergidi. I sinergidi svolgono un ruolo cruciale nella guida e nella fecondazione dei tubi pollinici.
Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che la via di segnalazione controllata dalle cellule uovo influenzava anche la produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS). I ROS sono importanti molecole di segnalazione che regolano vari processi cellulari. In questo caso, la produzione di ROS ha facilitato la rimozione dei tubi pollinici danneggiati, aprendo la strada a tentativi di fecondazione riusciti.
Lo studio evidenzia il ruolo fondamentale dei gameti femminili nel garantire il successo della fecondazione e l'idoneità riproduttiva delle piante da fiore. Comprendendo i meccanismi alla base del controllo dei gameti femminili nel recupero della fecondazione, gli scienziati possono ottenere preziose informazioni per migliorare la resilienza e la produttività delle colture. Questa conoscenza potrebbe portare allo sviluppo di nuove strategie per proteggere le colture dagli stress ambientali e garantire una produzione alimentare stabile in un clima che cambia.
