Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Plants, si è concentrato su un tipo specifico di pianta chiamata Arabidopsis thaliana, una piccola pianta da fiore che viene spesso utilizzata come organismo modello nella biologia vegetale. I ricercatori hanno esposto le piante di Arabidopsis a una gamma di temperature fredde, da 4 gradi Celsius (39 gradi Fahrenheit) a -8 gradi Celsius (18 gradi Fahrenheit), e poi hanno analizzato i cambiamenti avvenuti nell'espressione genetica delle piante, nei livelli proteici e concentrazioni di metaboliti.
I ricercatori hanno scoperto che le piante rispondevano alle temperature fredde apportando una serie di cambiamenti, tra cui:
* Aumento della produzione di proteine antigelo, che aiutano a prevenire la formazione di cristalli di ghiaccio nelle cellule della pianta.
*Produrre zuccheri più solubili, che aiutano a proteggere le membrane cellulari della pianta dai danni causati dal congelamento.
* Scomposizione dell'amido in glucosio, che fornisce alla pianta l'energia per sopravvivere in condizioni di freddo.
* Aumento della produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS), che sono molecole che possono danneggiare le cellule vegetali ma svolgono anche un ruolo nella segnalazione e nelle risposte di difesa.
I ricercatori hanno anche scoperto che la risposta delle piante alle temperature fredde era influenzata dalla durata dell'esposizione al freddo. L’esposizione al freddo a breve termine (fino a 24 ore) ha innescato una serie diversa di cambiamenti nell’espressione genetica e nei livelli proteici rispetto all’esposizione al freddo a lungo termine (più di 24 ore).
Lo studio fornisce nuove informazioni sui meccanismi molecolari utilizzati dalle piante per adattarsi alle condizioni di freddo. Queste informazioni potrebbero essere utilizzate per sviluppare nuove strategie per migliorare la tolleranza al freddo delle colture e di altre piante, rendendole più resilienti ai cambiamenti climatici.
"Il nostro studio fornisce una panoramica completa dei cambiamenti che si verificano nelle piante di Arabidopsis in risposta alle temperature fredde", ha affermato la professoressa Alison Smith, uno dei ricercatori principali dello studio. "Queste informazioni ci aiuteranno a capire come le piante sopravvivono nei climi freddi e potrebbero portare a nuovi modi per migliorare la tolleranza al freddo delle colture."
