L’impatto dello stress ambientale sulla qualità dei semi delle piante
“Nonostante l’importanza fondamentale dei semi per la produttività agricola e per la salvaguardia degli ecosistemi, vi è ancora molto che non sappiamo riguardo al ruolo che l’ambiente gioca nello sviluppo e nella conservazione dei semi, e soprattutto riguardo a come esso influisce sulla loro qualità,” ha detto la prof.ssa Ilse Kranner, direttrice dell’Istituto di botanica dell’Università di Innsbruck, nel 2014. Specializzata nella risposta delle piante allo stress, in particolare in condizioni ambientali estreme, alla prof.ssa Kranner è stata allora offerta un’opportunità unica nel progetto ECOSEED: un consorzio che riunisce 11 partner con una comprovata esperienza nel campo della biologia del seme e delle scienze convergenti provenienti da Austria, Regno Unito, Germania, Francia e Spagna – con l’unico scopo di studiare la sorte dei semi sottoposti a stress ambientale. Il primo passo è stato rappresentato dal fornire una definizione per la “qualità del seme”: “La qualità del seme è stata definita come ‘la somma di tutti i tratti del seme che vengono acquisiti dal momento dello sviluppo del seme sulla pianta madre alla sua germinazione’,” spiega la prof.ssa Kranner. “I tratti della qualità che abbiamo studiato includono possibilità di sopravvivenza, vitalità, quiescenza, longevità e invecchiamento del seme, in aggiunta ad altri indicatori importanti per chi commercia semi come ad esempio il ‘peso di 1 000 semi’ e il numero di semi per pianta.” Quattro piante coltivate sono state identificate come candidati eccellenti per la ricerca: l’Arabidopsis, o arabetta, a causa dell’elevata quantità di dati scientifici già disponibili; il cavolo per la sua rappresentatività delle colture di ortaggi; l’orzo per la sua importanza per l’agricoltura in tutto il mondo; il girasole per la condizione di seconda coltura più importante per l’olio (dopo la colza) nell’UE. Le piante sono state coltivate nelle condizioni stressanti che si prevede aumentino a causa del cambiamento climatico, vale a dire temperature elevate e siccità. Il consorzio ha preso in considerazione tutte le fasi del ciclo di vita di questi semi: mentre si trovano ancora sulla pianta madre, durante la conservazione e durante la germinazione. “Abbiamo applicato delle tecniche scientifiche all’avanguardia per identificare importanti vie regolatorie molecolari e interruttori cellulari chiave che mediano la percezione e la segnalazione ambientali del seme, in aggiunta alla loro importanza per la qualità del seme a valle e la crescita delle piantine,” spiega la prof.ssa Kranner. Una volta fatto questo, il team è stato in grado di identificare geni e tecnologie che contribuiscono alla previsione della qualità dei semi. Queste conoscenze sono state poi trasferite alle specie selvatiche, e sono state immesse in un modello per la dipendenza dei tratti della qualità dei semi dai fattori ambientali. “Gli indicatori della qualità dei semi potrebbero aiutare nel monitoraggio regolare della qualità dei semi durante la conservazione, fornendo anche una base migliore per l’utilizzo del materiale genetico di piante selvatiche, a beneficio di agricoltura e conservazione,” dice con entusiasmo la prof.ssa Kranner. “La qualità dei semi è un importante fattore determinante per rendere possibile una conservazione asciutta prolungata, un tratto che non è importante solo per la conservazione delle piante nelle banche dei semi ma che supporta anche il commercio agricolo internazionale di semi, che ha un valore stimato in 42 miliardi di dollari USA.” Oltre a questi indicatori, ECOSEED ha fornito anche delle linee guida per un migliore trasporto dei semi attraverso ISTA (l’Associazione internazionale per l’analisi delle sementi), incluse raccomandazioni sul commercio e la conservazione dei semi per il loro raccolto e la loro conservazione al fine di migliorare allevamento selettivo, gestione delle colture e attività di salvaguardia. “Ci auguriamo che i nostri risultati portino benefici alla conservazione delle piante e anche all’agricoltura. Da un punto di vista più scientifico, riteniamo che i nostri risultati abbiano portato a un cambiamento radicale nella nostra comprensione del rendimento dei semi in un ambiente che cambia.” Nel frattempo, il consorzio sta prendendo in considerazione la possibilità di ulteriori progetti finanziati dall’UE come ad esempio una rete di formazione iniziale (ITN) mediante azioni Marie Skłodowska-Curie. Si prevedono candidature bilaterali per progetti tra vari partner di ECOSEED, se e quando verranno annunciati inviti per finanziamenti dai loro rispettivi consigli nazionali per la ricerca.
Parole chiave
ECOSEED, biologia dei semi, agricoltura, produttività, conservazione, sviluppo del seme, qualità del seme, arabetta comune, cavolo, geni delle piante
