In duie publicazioni, i biologi di Utrecht è i culleghi internaziunali descrivenu i prucessi aduprati da e piante per adattassi à u calore. E scuperte furniscenu una visione di u funziunamentu di e piante in modu ottimale sottu alte temperature subottimali. Puderia ancu furnisce un passu per cuntrullà a crescita di e piante è renderle più resistenti à u riscaldamentu climaticu. I ricercatori publicanu i so risultati in The Plant Journal è Nature Communications.
Orsi pulari in u desertu
Eppuru, parechje spezie vegetali anu sviluppatu modi per trattà e temperature più alte. "A diversità di l'animali, parechje piante ponu adattà a so forma di corpu in risposta à u calore è à altri fattori ambientali", dice u ricercatore Martijn van Zanten, chì hè affiliata à l'Università di Utrecht è hà cuntribuitu à e duie publicazioni. «L'animali sò una storia completamente diversa. Dittu simplici, se site un orsu polare in u desertu, pare sempre un orsu polare cù un mantellu di pelliccia spessa. Ma se una pianta cresce in cundizioni più calde, adatterà a so forma di u corpu di conseguenza. In questu modu, a pianta prova à funziunà di manera ottimale in sti cundizioni menu favurevuli ".
Da forma compacta à pianta aperta
Parechje spezie vegetali ponu adattà a forma di i so steli è di e so foglie per renderle più resistenti à alte temperature. Questu hè ancu veru per u crescenu di u thale (Arabidopsis thaliana), cunsideratu da parechji biologi vegetali cum'è u so mudellu di pianta preferitu. In condizioni fredde, queste piante sò compatte è anu e so foglie vicinu à a terra. Quandu a temperatura cresce, piglianu una postura più aperta. E foglie, per esempiu, diventanu più verticali. Queste riduce assai a radiazione diretta da u sole. Inoltre, i steli di e foglie si stendenu, permettendu più ventu di passà e foglie è dissipate u calore.
Allungamentu desideratu è indesideratu
Eppuru, in i culturi è i fiori (tagliati), stu tipu di stretching hè spessu indesideratu. I vignaghjoli volenu cuntrullà sti cambiamenti postu chì l'allungamentu pò impedisce a qualità di u pruduttu. «Ma in listessu tempu, l'adattazione hè necessaria per fà chì e culture sianu più resistenti à e temperature più alte risultate da u cambiamentu climaticu. Hè necessariu per mantene a produzzione à longu andà ", dice Van Zanten.
Rendendu e piante più tolleranti à u clima
"Parechji culturi cultivati anu persu a capacità di risponde bè à e temperature più alte", dice Van Zanten. "In varii culturi, hè sparitu durante u prucessu di domesticazione è di ripruduzzione postu chì l'allevatori si sò cuncentrati principalmente in altri tratti."
Cù u cambiamentu climaticu chì face cresce e temperature, Van Zanten dice chì ci hè un bisognu crescente di fà e piante più tolleranti à u clima. «Questu richiede a cunniscenza di cume e piante facenu fronte à temperature più alte. Cumu cunverte i signali di temperatura ch'elli ricevenu in adattazioni di crescita? Ricercà i meccanismi moleculari per i quali e piante s'adattanu à a temperatura subottima, permette strumenti per adattà l'architettura di e culture attraversu l'allevu ".
U meccanisimu moleculare accende a postura di calore
E piante di crescenu di Thale chì ùn si adattanu più à e temperature più alte apparsu ponu ritruvà quella capacità quandu sò esposti à certi chimichi. Questu hè statu scupertu da una squadra di ricerca internaziunale guidata da Van Zanten. A squadra hà testatu un gran numeru di sostanze nantu à un mutante di crescione di balena chì ùn si adatta più à alte temperature. Anu trovu una molecula chì pò 'attivà' l'adattazione à alta temperatura in piante giovani, ancu à basse temperature.
I ricercatori chjamanu questu compostu "Heatin". Mudificendu chimicamente a molecula è dopu studendu chì proteine si ponu legà à u riscaldamentu, anu trovu un gruppu di proteine chjamate nitrilasi. Hè cunnisciutu chì u sottugruppu identificatu si trova solu in i cavuli è in e spezie cunnesse, cumpresu u crescenu di a balena.
Insemi cù una sucietà di ripruduzzione vegetale, i biologi anu scupertu chì in effetti e spezie di cavulu rispondenu à u riscaldamentu. Anu ancu scupertu chì e nitrilasi sò necessarie per l'adattazione à alta temperatura, probabilmente perchè permettenu a produzzione di l'ausina ormone di a crescita ben cunnisciuta. I ricercatori anu publicatu sta scuperta in The Plant Journal.
Nova via per l'adattazione à alta temperatura
A publicazione di i risultati Heatin coincide cù una altra publicazione, oghje in Nature Communications. Questa ricerca hè stata guidata da scienziati di l'istitutu VIB in Belgio, Van Zanten hè ancu implicatu. A squadra hà scupertu una proteina micca scritta in precedenza chì regula u modu in cui e piante si adattanu à un ambiente più caldu. A proteina hè stata chjamata MAP4K4 / TOT3, cù TOT chì significa Target of Temperature.
Curiosamente, u prucessu guidatu da TOT3 hè largamente indipendente da tutte l'altre vie di segnalazione chì i biologi anu ligatu finu à l'adattazione di calore in e piante. Inoltre, l'adattazioni da TOT3 ùn parenu micca esse dipendenti da a quantità è a cumpusizione di luce chì splende nantu à una pianta.
Van Zanten: "Ci hè una grande parte di sovrapposizione in i meccanismi moleculari cù i quali e piante adattanu a crescita à a composizione luminosa cambiante è à a temperatura elevata. Cù TOT3, avemu avà un fattore à a manu cù u quale pudemu cuntrullà a crescita sottu alte temperature, senza interferisce cù u modu chì a pianta face cù a luce ".
Ampie applicazioni
"Ciò chì a rende ancu più interessante", dice Van Zanten, "hè chì TOT3 hà un rolu simile in l'adattazione di a crescita à alta temperatura sia in u crescenu di a tassa sia in u granu. Queste duie spezie sò geneticamente abbastanza separate da l'altra. Cusì offre un grande putenziale per applicazioni larghe ".
Alternativa à l'inhibitori di crescita
In ultimamente, e scuperte di TOT3 è u rolu di e nitrilasi ponu aiutà à cuntinuà à cultivà abbastanza culturi, ancu quandu e temperature crescenu per via di u cambiamentu climaticu. E scuperte offrenu ancu opportunità di sviluppà alternative à i chimichi chì sò avà spessu aduprati per inibisce a crescita di e piante. Per esempiu, Van Zanten ammenta i fiori tagliati, chì rispondenu assai forte à e fluttuazioni di temperatura. In floricultura, dunque, parechji inibitori di crescita sò aduprati per mantene e piante belle è compatte.
"U mumentu chì cumprate tulipani, per esempiu, anu sempre un bellu troncu cortu", dice Van Zanten. «Ma dopu qualchì ghjornu in casa vostra, cumincianu à appiccicà sopra à u bordu di u vase. A temperatura interna più alta face chì e piante si stendinu, purtendu eventualmente à lampassi è piegassi. Speremu chì a nova cunniscenza cuntribuisce à a selezzione di e nuove varietà di fiori chì si stendenu menu sottu alte temperature. In questu modu, pudemu riduce l'usu di inibitori di crescita dannosi ".
Pè sapenne di più:
Università Utrecht
www.uu.nl