L’impatto dell’inondazione sulle radici delle piante
Le piante possono subire la deprivazione di ossigeno durante l’inondazione e il conseguente calo di produzione di energia può avere un notevole impatto sulla produzione del raccolto. Le piante reagiscono alla deprivazione di ossigeno in molti modi, che coinvolgono i cambiamenti nella forma e nella struttura e le alterazioni nell’espressione dei geni e nel metabolismo. Sebbene sia stata condotta una ricerca estensiva sui meccanismi che consentono alle piante di rilevare e reagire alla privazione di ossigeno, non sono ancora ben compresi. Tuttavia, è risaputo che la privazione di ossigeno nelle radici provoca un notevole aumento di ossido nitrico (ON). Questo piccolo radicale libero lipofilo viene sintetizzato in quasi tutti gli organismi e funge da molecola di segnalazione. I percorsi di reduttasi di nitrato e mitocondriali delle piante rappresentano le fonti più probabili di ON durante l’ipossia (carenza di ossigeno). Inoltre, le emoglobine di classe 1 svolgono un ruolo importante nel ricercare i livelli di ON durante l’ipossia. Pertanto, è stato creato il progetto TRNOILOS (The role of nitric oxide in survival of low oxygen stress in plants) per analizzare il modo in cui l’ON contribuisce alla regolazione del metabolismo delle piante. I ricercatori hanno analizzato il ruolo dell’ON nelle radici dell’orzo in condizioni aerobiche, confrontando le piante di tipo selvatico (WT) a quelle che hanno espresso ulteriormente l’emoglobina 1 (Hb+) non simbiotica. Il lavoro ha indicato che l’ON è importante per l’omeostasi dell’ossigeno e le specie reattive dell’ossigeno (ROS) in condizioni aerobiche. Ciò ha stabilito un ruolo normativo dell’ON oltre a ciò che è stato individuato in condizioni ipossiche. Le piante che hanno sperimentato un periodo di inondazione devono passare attraverso una fase di riossigenazione potenzialmente dannoso, durante il quale possono aumentare i livelli di ROS. I partner del progetto hanno pertanto studiato l’impatto dell’ON prodotto in condizioni di scarso ossigeno su questo processo utilizzando le piantine di Arabidopsis, un organismo modello. I risultati hanno indicato che l’ON generato in condizioni ipossiche transitorie protegge le piante durante la successiva fase di riossigenazione attraverso meccanismi antiossidanti. Inoltre, è stata effettuata una ricerca sull’impatto di produzione di ON mitocondriali sulla mitocondria in ipossia Ciò ha rivelato che la trasformazione del nitrito in ON protegge la struttura mitocondriale e la funzionalità in condizioni di scarso ossigeno. Il progetto TRNOILOS ha offerto con successo nuove analisi nel ruolo normativo dell’ON nel metabolismo aerobico e ipossico. La raccolta di prove per il ruolo protettivo di ON suggerisce che potrebbe essere possibile proteggere i raccolti mediante il rilascio controllato di nitrito o ON nel tessuto vegetale interessato.
Parole chiave
Inondazione, radici delle piante, ossido nitrico, ipossia, basso stress ossidativo
