Un bocciolo di petunia che non si è aperto (in alto) trasferirà per via aerea composti volatili dal tubo del fiore allo stigma prima dell'apertura. La scoperta, dagli scienziati della Purdue University, è la prima comunicazione da organo a organo rilevata in fiore. Credito:foto di comunicazione agricola Purdue/Tom Campbell
I fiori usano composti volatili chiamati terpeni per comunicare e proteggersi dal mondo esterno. Gli aromi prodotti accolgono gli impollinatori mentre allontanano parassiti e malattie.
Ora, uno studio della Purdue University mostra che le petunie usano i terpeni in una sorta di comunicazione interna e per migliorare la capacità riproduttiva della pianta. Natalia Dudareva, un illustre professore della Purdue nel Dipartimento di Biochimica e responsabile della ricerca, ha pubblicato i risultati in un articolo apparso sulla copertina della rivista Natura chimica biologia .
"Generalmente, i composti volatili aiutano nella comunicazione e nella difesa da pianta a pianta, ma questa è la prima volta che vediamo che le piante usano questi composti per la comunicazione e la segnalazione tra organi, " Ha detto Dudareva. "E 'praticamente un nuovo processo fisiologico che non abbiamo mai conosciuto prima."
Dudareva, insieme ai coautori Benoît Boachon, un ex ricercatore associato nel laboratorio di Dudareva, ricercatori nei laboratori di John Morgan e Sharon Kessler di Purdue, e colleghi dell'Università di Salisburgo in Austria, ha mostrato che prima che un fiore di petunia si schiuda, la gemma agisce come una sorta di camera di fumigazione.
"Stavamo cercando la presenza di terpeni negli organi riproduttivi dei fiori di petunia, e abbiamo notato che questi composti si stavano accumulando nello stigma. Ma l'espressione del gene e l'attività che porta alla biosintesi di questi terpeni non avveniva nello stigma. Stava accadendo nel tubo dei fiori, " ha detto Boachon.
Natalia Dudareva e Joseph Lynch della Purdue University, un ricercatore associato nel laboratorio di Dudareva, determinato che le petunie si fumigano naturalmente, trasferimento di composti volatili dal tubo fiorale allo stigma. Il processo è importante per la difesa delle piante, salute e riproduzione. Credito:foto di comunicazione agricola Purdue/Tom Campbell
I ricercatori hanno eseguito tre esperimenti per confermare la loro ipotesi di fumigazione:i terpeni presenti nello stigma sono stati effettivamente generati ed emessi dal tubo del fiore e quindi trasportati per via aerea e successivamente assorbiti dallo stigma.
Primo, hanno fatto crescere il bocciolo del fiore senza il tubo e hanno notato che c'era significativamente meno accumulo di terpeni nello stigma. Prossimo, hanno aggiunto un'etichetta ai composti nel tubo del fiore. Analisi successive hanno mostrato che i composti etichettati sono stati trovati nello stigma.
Finalmente, hanno messo a tacere il gene che produce i terpeni nel tubo del fiore. I fiori risultanti avevano un minore accumulo di terpeni nei loro stimmi. L'accumulo di terpeni potrebbe essere ripristinato negli stimmi con il gene silenziato semplicemente ponendoli in tubi con il gene attivo.
Sorprendentemente, le petunie prive di fumigazione dei terpeni dal tubo del fiore hanno prodotto anche stimmi più piccoli e circa il 30 percento in meno di semi. Ciò suggerisce che controllare la produzione di terpeni nelle piante potrebbe aumentare la produzione di semi, qualcosa non considerato prima di questo lavoro.
"Si presumeva che i composti volatili fossero coinvolti nella difesa e nella comunicazione, ma non nel processo di sviluppo, " Ha detto Dudareva. "Ora vediamo che hanno funzioni simili agli ormoni. Potrebbe essere possibile migliorare lo sviluppo degli organi riproduttivi e aumentare la resa dei semi. Questo apre un nuovo campo per lo studio di un processo fisiologico che coinvolge questi composti".
