Radici che crescono più in profondità, per combattere la siccità e favorire lo stoccaggio del carbonio nel suolo

Esempio dell’effetto del gene Enhanced gravitropism1 (EGT1): a sinistra, scansione a raggi X dell’apparato radicale di una giovane pianta di orzo con il gene EGT1 nella forma normale o wild-type; a destra, apparato radicale di una pianta con il gene EGT1 inattivato da una mutazione (Immagine: Riccardo Fusi, University of Nottingham)

Un gruppo di ricerca internazionale guidato da studiosi dell’Università di Bologna assieme all’Università di Nottingham ha individuato un gene chiave nell’orzo e nel frumento che permette di controllare l’angolazione con cui crescono le radici di questi cereali.

La scoperta – pubblicata sulla rivista PNAS – potrebbe permettere di sviluppare piante con radici capaci di svilupparsi più in profondità, raggiungendo quindi più facilmente i nutrienti di cui hanno bisogno per crescere. Non solo: la novità potrebbe portare anche allo sviluppo di nuovi metodi per catturare nel suolo il carbonio presente nell’atmosfera. Una crescita verticale delle radici aiuterebbe infatti a intrappolare il carbonio più in profondità e aumenterebbe allo stesso tempo la capacità di resilienza delle piante durante i periodi di siccità.

“Dall’angolazione con cui crescono le radici dipende l’efficienza con cui le piante riescono a catturare l’acqua e i nutrienti presenti nel terreno: radici che si sviluppano in superficie sono adatte ad esempio a catturare i fosfati, che si accumulano nei primi strati del suolo, mentre radici più profonde riescono a catturare meglio acqua e nitrati, che si trovano nelle aree più basse del suolo”, spiega Silvio Salvi, professore al Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari dell’Università di Bologna che ha coordinato lo studio. “Inoltre, le radici che crescono più in verticale permettono di trasferire più in profondità il carbonio che le piante catturano dall’atmosfera”.

Studiando lo sviluppo delle radici nelle piante di orzo e di grano, i ricercatori hanno individuato un particolare gene, chiamato EGT1 (Enhanced Gravitropism 1). Questo gene ha il compito di controllare l’angolazione delle radici agendo sui processi che modificano la rigidità e la flessibilità della punta delle radici. Gli studiosi hanno individuato una versione mutata di EGT1 e - utilizzando un sistema di micro-tomografia computerizzata a raggi X e un microscopio a forza atomica - hanno osservato che le radici delle piante con la mutazione mostravano modifiche nella rigidità e assumevano una crescita più verticale.

“È molto importante conoscere e controllare l’azione di geni come EGT1 che controllano l’angolazione con cui crescono le radici”, aggiunge Serena Rosignoli, dottoranda dell'Università di Bologna e coautrice dello studio. “Da studi come questo potrebbero infatti nascere nuove varietà vegetali, più tolleranti ad eventi di stress idrico e adatte a sistemi di coltivazioni a basso input che per esempio richiedano ridotti minori livelli di concimazione”.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista PNAS con il titolo “Root angle is controlled by EGT1 in cereal crops employing an antigravitropic mechanism”. Per l’Università di Bologna hanno partecipato Serena Rosignoli, Giuseppe Sangiorgi, Riccardo Bovina, Cristian Forestan, Sara G. Milner, Alberto Tassinari, Roberto Tuberosa e Silvio Salvi del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari.