I ricercatori stanno usando la radiazione di sincrotrone (luce di sincrotrone) per staccare letteralmente le pareti cellulari delle cipolle, analizzando in che modo che le piante possano resistere meglio agli stress causati dal cambiamento climatico e dalle malattie.
"Sappiamo che la siccità, nei campi, comporta rischi per gli stessi mezzi di sussistenza delle persone", ha affermato Ariana Forand, studentessa del Master al College of Agriculture and Bioresources dell'Università del Saskatchewan (USA). "Sarebbe fantastico trovare soluzioni che consentano alle piante di resistere a molteplici stress abiotici e biotici".
Forand ha sviluppato un progetto per studiare come il calcio e il boro svolgano un ruolo benefico nel rafforzare le pareti cellulari delle piante, contribuendo a ridurre la disidratazione derivante dal gelo e dalla siccità e aumentando la resistenza agli agenti patogeni.
Si è scoperto che la cipolla era la pianta perfetta su cui testare questa teoria.
Il team ha analizzato campioni di cipolla e raccolto i dati presso l'Advanced Photon Source (APS) nell'Illinois, grazie alla partnership con la Canadian Light Source (CLS) dell'Università del Saskatchewan.
"Questo progetto si basa sul lavoro in materia di stress da congelamento, svolto da un ex studente del master USask, Jun Liu", ha detto Forand, "e sappiamo che sia con la siccità sia con il gelo le piante perdono acqua secondo modalità simili".
Le cipolle sono perfette "perché puoi facilmente staccare un singolo strato di cellule e vedere i cambiamenti nella parete cellulare", una struttura della pianta essenziale per la protezione da stress di vario tipo.
Una particolarità di questa ricerca, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Plants, è che ha esaminato più fattori di stress contemporaneamente, su diversi vegetali: disidratazione in cipollotti e cipolle da cucina e resistenza ai patogeni nell'Arabidopsis, una piccola pianta da fiore infestante, originaria dell'Africa, spesso utilizzata a modello per molteplici esperimenti sugli organismi vegetali.
Dopo aver aggiunto calcio mescolato con acqua alle cipolle coltivate in serra, Forand ha utilizzato la microscopia a raggi X emessi da un sincrotrone per confermare non solo che le piante avevano assorbito il calcio, ma che esso si era localizzato nella parete cellulare.
Ulteriori test in condizioni asciutte hanno mostrato una riduzione della perdita d'acqua negli impianti trattati. Allo stesso modo, è noto che il boro si lega alla pectina nelle pareti cellulari dell'Arabidopsis, rafforzando la sua resistenza alle malattie.
"Cercavamo modi per rafforzare le pareti cellulari", ha affermato Forand. La conferma che il calcio e il boro riducono l'impatto della perdita di umidità e delle malattie, apre le porte alla ricerca di un effetto simile in altre piante.
Karen Tanino, professoressa di scienze vegetali di USask e supervisore di Forand, ha affermato che, in una determinata annata, "uno stress potrebbe essere più diffuso di un altro: non puoi prevedere quale sarà. Questa ricerca consente di proteggere le piante dalle variazioni di stress, di anno in anno".
Sia Forand che Tanino ritengono che lo sviluppo ulteriore della loro ricerca offra opportunità per migliorare la resistenza alla perdita di umidità e alle malattie, sia per le colture in pieno campo sia nell'industria orticola.
Per maggiori informazioni:
Victoria Schramm
Canadian Light Source
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