Scienziati scoprono come le piante crescono per sfuggire all’ombra
Sebbene sembrino miti, le piante sono estremamente competitive, particolarmente quando si tratta di ottenere la loro parte equa di luce solare.Se si tratta di una foresta o una fattoria, dove le piante crescono intraprendendo una battaglia per i raggi del sole .
Questo è un Arabidopsis thaliana pianta. Credit: Per gentile concessione del Salk Institute for Biological Studies
Arma primaria di una pianta in questa lotta è la capacità di crescere verso la luce, ottenendo solo la quantità di cui ha bisogno. Ora, gli scienziati del Salk Institute for Biological Studies hanno determinato con precisione come foglie e steli crescono quando una pianta e ‘coltivata in un luogo ombreggiato. In un articolo pubblicato il 15 aprile su Genes and Development i ricercatori riferiscono che una proteina nota come fattore di fitocromo interagente 7 (PIF7) funge da messaggero fondamentale tra sensori di luce cellulare di una pianta e la produzione di auxine, ormoni che stimolano la crescita dello stelo. “Sapevamo come le foglie rilevano la luce e che le auxine guidano la crescita, ma non abbiamo capito il percorso che collegava questi due sistemi fondamentali”, afferma Joanne Chory, professore e direttore del Laboratorio Impianto del Salk di biologia e di Howard Hughes Medical Institute. “Ora che sappiamo che il PIF7 è il ricambio, abbiamo un nuovo strumento per sviluppare colture che ottimizzano lo spazio di campo e di conseguenza producono più cibo e materie prime per i biocarburanti e prodotti chimici “.
Attraverso molecole fotosensibili nelle loro foglie,le piante raccolgono informazioni sulla loro situazione luce,se ad esempio esse sono circondate da altre piante ladre di luce. Questi sensori determinano se una pianta è in pieno sole o all’ombra di altre piante, basandosi sulla lunghezza d’onda di luce rossa che colpisce le foglie.
Questo è una pianta di Arabidopsis thaliana. Credit: Per gentile concessione del Salk Institute for Biological Studies
Se una pianta è amante del sole, come ad esempio Arabidopsis thaliana , se si trova in un luogo ombroso, i sensori diranno alle cellule dello stelo di allungarsi, provocando la crescita della pianta in l’alto verso la luce del sole.
Quando una pianta rimane nell’ombra per un periodo prolungato,può fiorire presto e produrre meno semi in un ultimo sforzo per aiutare la sua prole a spargersi bene in un luogo più soleggiato. Nell’agricoltura, questa risposta, conosciuta come la sindrome dell’evitare l’ombra, provoca la perdita di rendimento agricolo dovuto a file di piante piantate vicine che quindi si bloccano la luce a vicenda.
Gli scienziati sapevano che un pigmento trovato in foglie di piante di crescione di thale, B fitocromo (PHYB) è eccitato da ambo le lunghezze d’onda rosse di luce che guida la fotosintesi, così come la vicina luce infrarossa che è arricchita in macchie ombrose. Ma nessuno aveva trovato un legame diretto tra questa risposta alla luce e l’ormone di risposta alla crescita all’ombra.
Nel loro studio, Chory e i suoi colleghi, tra cui Joseph R. Ecker, docente presso lo stabilimento di Salk Molecolare e Laboratorio di Biologia Cellulare, hanno utilizzato analisi biochimiche e genomiche per identificare PIF7, per dimostrare il collegamento chiave molecolare tra un impianto di sensori di luce e la produzione di auxine.
Essi hanno dimostrato che quando un impianto crescione è posto in ombra, nelle cellule delle foglie avviene una cascata di cambiamenti molecolari: il fotorecettore PHYB provoca cambiamenti chimici in PIF7, che attiva i geni che dirigono la cellula per produrre auxina.
“Sapevamo già che l’auxina viene prodotta nelle foglie e viaggia nello stelo e stimola la crescita”, dice Chory. “Ora sappiamo come l’ombra stimola le foglie per la produzione di auxina, e si scopre che si tratta di una via molto semplice per controllare una funzione così importante”.
Ha aggiunto che i risultati potrebbero aprire nuove strade per lo sviluppo di colture di staminali con le architetture più adatte alle righe del campo ben piantate, che li rende meno inclini alla sindrome dell’ombra . In caso di successo, tali colture produrrebbe rendimenti più elevati di alimenti e biocarburanti rispetto ai ceppi esistenti.
Fornito da Salk Institute ( notizie : web )
Fonte:http://phys.org/news/2012-04-scientists.html
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