Se un incendio boschivo distrugge le piante più grandi, i semi dei cosiddetti fire-followers vedono la loro occasione: questi hanno una proteina recettore che può “annusare” alcune molecole generate nel fumo del materiale vegetale bruciato, i cosiddetti karrikin. La proteina recettore chiamata KAI2 fa partire una cascata di segnali che induce i semi a germinare.

Un team di ricercatori guidato da Caroline Gutjahr, professore di genetica vegetale alla TUM School of Life Sciences Weihenstephan, ha ora scoperto che gioca anche un ruolo importante nella regolazione della crescita delle radici.

I peli delle radici aumentano la superficie delle radici

Per ottenere una grande superficie attraverso la quale l’acqua e le sostanze nutritive possono essere assorbite, le radici delle piante crescono peli sottili. José Antonio Villaécija-Aguilar, uno studente di dottorato nel team di Caroline Gutjahr, ha ora fatto la scoperta che KAI2 è necessario sia per la crescita di questi peli radicali che per la crescita verso il basso delle radici.

“È probabile che questo non valga solo per il crescione (Arabidopsis), che si trova quasi ovunque nel mondo ed è usato da noi come pianta modello”, dice Caroline Gutjahr, “ma forse anche per molte altre piante, per esempio i cereali.”

Le molecole di fumo fanno crescere i peli delle radici

Per verificare la loro ipotesi, il team di ricercatori ha esposto giovani piante di Arabidopsis alle molecole di karrikin presenti nel fumo. Questo ha effettivamente aumentato significativamente la crescita dei peli delle radici.

“I nostri risultati sono interessanti anche alla luce dell’evoluzione”, dice Caroline Gutjahr. “È probabile che KAI2 fosse inizialmente responsabile del controllo di alcuni processi di sviluppo in tutte le piante, come, per esempio, lo sviluppo dei peli radicali e strutture simili, in reazione a un ormone vegetale finora sconosciuto. Nel corso dell’evoluzione dei semi attivati dal fuoco, KAI2 ha presumibilmente sviluppato la caratteristica aggiuntiva di rilevare il fumo.”

Uso nel miglioramento delle piante

Le scoperte non solo promuovono una comprensione più approfondita del funzionamento delle piante, ma possono anche essere importanti per la futura agricoltura sostenibile.

“Con questa nuova e migliore comprensione di quali meccanismi molecolari giocano un ruolo nello sviluppo delle radici e dei peli radicali, possiamo allevare piante che sono meglio in grado di assorbire nutrienti e acqua dal suolo”, dice Caroline Gutjahr. “Questo può per esempio aiutare le colture a resistere a lunghi periodi di siccità, che potrebbero verificarsi più frequentemente in futuro.”