La resistenza delle piante alla siccità comporta la riprogrammazione globale della trascrizione, del metabolismo cellulare, della segnalazione ormonale e della modificazione della cromatina. Tuttavia, è in gran parte sconosciuto come queste risposte di regolazione siano coordinate dai diversi meccanismi metabolici e molecolari.
Un team di ricercatori giapponesi del IKEN Center for Sustainable Resource Science (CSRS) ha studiato i meccanismi di risposta alla siccità nei quali le piante innescano una conversione dinamica del flusso metabolico dalla glicolisi alla sintesi dell'acetato per stimolare la segnalazione dell'ormone jasmonato e conferire la tolleranza alla siccità.
L'effetto di diversi acidi organici sulla tolleranza alla siccità delle piante dopo 14 giorni. Da sinistra a destra, acqua, HCl, acido formico, acido acetico, acido butirrico, acido lattico, acido citrico. Nota, solo le piante trattate con acido acetico sono sopravvissute. (Foto RIKEN)
Dalle prove condotte su Arabidopsis, l'interruttore ON / OFF di questi processi è direttamente dipendente dall'istone deacetilasi HDA6. Inoltre, l'acido acetico esogeno promuove la sintesi de novo di jasmonato e l'aumento dell'acetilazione dell'istone H4, che influenza la segnalazione dell'ormone jasmonato per la tolleranza alla siccità della pianta.
Questa nuova funzione dell'acetato è evolutivamente conservata come strategia di sopravvivenza contro i cambiamenti ambientali nelle piante. Inoltre, l'applicazione esterna dell'acido acetico ha migliorato con successo la tolleranza alla siccità nelle piante Arabidopsis, colza, mais, riso e frumento.
"I nostri risultati evidenziano una strategia radicalmente nuova di sopravvivenza che sfrutta un interruttore epigenetico di conversione del flusso metabolico e segnalazione ormonale attraverso cui le piante si adattano alla siccità - concludono i ricercatori - Sebbene le tecnologie transgeniche possano essere utilizzate per creare piante più tolleranti alla siccità, dobbiamo anche sviluppare tecnologie semplici e meno costose poiché le piante geneticamente modificate non sono disponibili e autorizzate in tutti i paesi e ci aspettiamo che l'applicazione esterna di acetato alle piante possa essere una pratica semplice ed economica utile a migliorare la tolleranza alla siccità nelle piante".
Fonte: Acetate-mediated novel survival strategy against drought in plants, June 2017, Nature Plants, 3, Article number: 17097. doi:10.1038/nplants.2017.97