Una nuova ricerca della UC Davis ha spiegato come le piante di pomodoro usano le loro radici per razionare l’acqua durante i periodi di siccità, segnando un progresso significativo nella ricerca agricola e nelle potenziali strategie di resistenza delle colture.
Pianta di pomodoro: ecco come si adatta a periodi di siccità
Le ragioni per le quali le radici del pomodoro hanno queste capacità adattive sono dovute ad una sostanza chiamata suberina, un polimero idrorepellente. La suberina svolge un ruolo fondamentale nel modo in cui le piante gestiscono le risorse idriche nei momenti particolarmente ostici.
In genere, durante un periodo di siccità, le radici delle piante di pomodoro producono suberina per impedire all’acqua di fluire verso l’alto verso le foglie. Questa dinamica è vitale poiché l’acqua che raggiunge le foglie evaporerebbe rapidamente.
Sebbene la suberina non sia una novità per i botanici, la sua produzione nelle piante di pomodoro rappresenta un caso unico. Nella maggior parte delle piante, la suberina è prodotta dalle cellule endodermiche all’interno dei vasi interni della radice.
Nelle piante di pomodoro invece, i ricercatori hanno scoperto che la suberina è prodotta nelle cellule esodermiche, situate appena sotto la pelle della radice. Questa distinzione in precedenza non è stata ben compresa.
Il nuovo studio ha spiegato in modo esaustivo il ruolo della suberina esodermica nelle piante di pomodoro. Guidato da Siobhan Brady, Professoressa presso il Dipartimento di biologia vegetale e centro genomico della UC Davis, e dallo studioso Alex Cantó-Pastor, la squadra di ricercatori ha dimostrato che la suberina esodermica svolge una funzione simile alla suberina endodermica.
La ricerca ha altresì rivelato che senza questo strato protettivo, le piante di pomodoro mostrano una minore resistenza allo stress idrico: “Questo aggiunge la suberina esodermica alla nostra gamma di strumenti per aiutare le piante a sopravvivere più a lungo e a far fronte alla siccità”, ha affermato la Professoressa Brady.
“È quasi come un puzzle: se riesci a capire quali cellule hanno modifiche che proteggono la pianta in condizioni ambientali difficili, puoi iniziare a porre domande del tipo: se costruisci quelle difese una sull’altra, la pianta diventa più resistente e più forte?”
L’équipe di scienziati ha avviato lo studio
identificando i geni attivi nelle cellule esodermiche delle radici delle piante di pomodoro. Successivamente, è stato utilizzato l’editing genetico per creare ceppi mutanti privi di alcuni geni ritenuti coinvolti nella produzione di suberina. Questo ha portato all’identificazione di sette geni essenziali per la deposizione della suberina.
Concentrandosi su due geni, SIASFT e SlMYB92, i ricercatori hanno condotto esperimenti sulla siccità. Questi geni, uno un enzima e l’altro un fattore di trascrizione, sono fondamentali nella produzione della suberina.
Le piante mutanti, carenti dei geni necessari per la produzione di suberina, hanno mostrato un aumento dell’avvizzimento e dello stress in condizioni di siccità rispetto alle piante normali e ben irrigate: “In entrambi i casi in cui si verificano mutazioni in questi geni, le piante sono più stressate e non sono in grado di rispondere alle condizioni di siccità“, ha spiegato Brady.
Dopo aver stabilito l’efficacia della suberina in un ambiente controllato, il passo successivo prevede la sperimentazione sul campo. La Professoressa Brady e il suo team mirano ad applicare queste conoscenze per migliorare la tolleranza alla siccità nella piante di pomodoro, una mossa che potrebbe rivoluzionare le pratiche agricole.
“Abbiamo lavorato per prendere questa scoperta e metterla in campo per cercare di rendere le piante di pomodoro più resistenti alla siccità”, ha concluso Brady. La ricerca è stata sostenuta dalla National Science Foundation e dall’Howard Hughes Medical Institute.
Le piante di pomodoro sono originarie del Sud America, infatti diverse specie si trovano ancora allo stato selvatico sulle Ande. Portati in Messico, i pomodori sono stati coltivati nel 500 a.C. Si pensa che il primo pomodoro coltivato fosse piccolo e giallo.
Colombo e/o Cortez hanno successivamente esportato la pianta del pomodoro in Europa e gli esploratori spagnoli hanno diffuso i pomodori in tutto il mondo.
Il pomodoro si è diffuso in Spagna all’inizio del XVII secolo, dove, grazie al clima mediterraneo è riuscito a prosperare e a diventare un alimento base. Quando è stato introdotto per la prima volta in Inghilterra alla fine del XVI secolo, si è ritenuto che fosse velenoso, poiché appartiene alla famiglia della belladonna e alcune piante di questa famiglia sono velenose. Alla fine, verso la metà del XVIII secolo, qyesto pregiudizio è stato superato e i pomodori sono stati ampiamente consumati in Inghilterra e nelle colonie nordamericane.
Diversi studi hanno dimostrato che gli italiani vivono più a lungo con una dieta che comprende molti pomodori, olio d’oliva e vino rosso. La pianta di pomodoro è povera di calorie ma ricca di vitamine A e C, potassio e del prezioso antiossidante licopene.
