Un lavoro appena pubblicato sulla prestigiosa rivista Proceedings of the National Academy of Sciences USA, condotta da un gruppo di ricercatori e ricercatrici coordinati da Francesca Cardinale, docente del Dipartimento di Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari dell’Università di Torino, ha indagato sull’effetto che l’ultima classe di ormoni vegetali in ordine di scoperta, gli strigolattoni, ha sulla fioritura. Il lavoro è stato condotto su una specie di grande interesse alimentare, il pomodoro, che è anche una pianta modello per studi molecolari.
La fioritura è una tappa fondamentale nello sviluppo della pianta, ed è un fattore cruciale sia negli ambienti naturali che nell’agricoltura. Per questi motivi è da sempre oggetto di studio, e c’è moltissimo interesse sui fattori interni alla pianta che le permettono di passare dallo stadio giovanile a quello adulto (una sorta di “pubertà”) aprendo la strada alla formazione dei fiori veri. Molti di tali fattori sono ormoni, piccole molecole mobili che influenzano l’attività di cellule e tessuti anche a distanza dal punto di produzione.
La ricerca ha dimostrato come gli strigolattoni siano in grado di promuovere la transizione della pianta dallo stadio giovanile a quello adulto, e lo sviluppo dei fiori.
“Ci occupiamo di queste molecole da diversi anni, da prima ancora che fossero identificate come ormoni – spiega la Prof.ssa Francesca Cardinale, coordinatrice del gruppo di lavoro –. I primi effetti noti degli strigolattoni, che sono studiati ormai dagli anni ’60 del secolo scorso, sono in realtà associati a microrganismi e piante parassite presenti nella porzione di suolo intorno alla radice della pianta, la cosiddetta rizosfera. In questo spazio, in cui gli strigolattoni sono essudati dalle radici che li producono, essi vengono percepiti dai possibili partner, nei quali inducono cambiamenti che favoriscono l’interazione con la pianta – sia essa benefica o dannosa. Alla scoperta del loro ruolo ormonale, nel 2008, abbiamo cominciato ad investigare a fondo anche il loro ruolo in caso di stress ambientale, specialmente siccità. Durante questi studi, ci siamo accorti che piante di pomodoro geneticamente compromesse nella produzione di strigolattoni fiorivano poco e tardi, soprattutto in caso di stress. Abbiamo anche notato che il trattamento con strigolattoni di sintesi, o una iperattivazione della loro via biosintetica nelle foglie e fusto, portava a una fioritura precoce e più abbondante. Questa iperattivazione si può ottenere in maniera relativamente facile innestando un fusto in cui la produzione di strigolattoni è normale, su un portainnesto (radici) che invece sia difettoso. Il fusto percepisce la carenza radicale e attiva la produzione in loco; questa, a sua volta, stimola la fioritura”.
Partendo da queste osservazioni i ricercatori hanno cercato di capire più precisamente su quali tappe dello sviluppo riproduttivo si esercitasse l’azione degli strigolattoni, e dove si posizionassero nella rete molecolare di modulatori della fioritura. Si trattava di una via completamente nuova, o di una componente sconosciuta di vie già descritte? I difetti nella sintesi o percezione degli strigolattoni sono più evidenti in alcune specie come pomodoro, patata, petunia, alcune leguminose; come mai non succede la stessa cosa in altre specie?
“Abbiamo deciso di affrontare queste domande confrontando inizialmente l’espressione genica – specialmente per i geni correlati alla fioritura – in foglie di piante “normali” o con livelli ridotti di strigolattoni – continua la Prof.ssa Francesca Cardinale –. Abbiamo così notato che alcune componenti specifiche erano alterate, e queste ci hanno fornito una prima pista di indagine; seguendola, siamo riusciti a gettare luce sulle principali connessioni tra questi ormoni e la rete di modulatori della fioritura noti, ormonali e non. Il quadro che ne deriva spiega anche probabilmente perché gli effetti sulla riproduzione sono più vistosi in certe specie: la carenza di strigolattoni, tra le altre cose, stimola la produzione delle gibberelline. E le gibberelline sono a loro volta ormoni con effetti diversi sulla fioritura a seconda della specie: in pomodoro la sfavoriscono, mentre in altre piante, come ad esempio il riso, la promuovono”.
La ricerca descrive un importante tassello nel controllo della fioritura in una pianta di interesse agronomico, e apre a sviluppi applicativi: ad esempio con pratiche di trattamento con strigolattoni contenuti in biostimolanti, o con l’adozione di specifiche combinazioni di innesto. Dato che gli strigolattoni sono anche importanti attori del processo di acclimatazione allo stress, sarà interessante valutare come questi tre fattori (stress, strigolattoni e fioritura) interagendo tra loro modellano la plasticità della pianta. In ultima analisi, infatti, è importante capire come le piante gestiscono il loro ciclo vitale sotto stress e come possiamo indirizzarne i processi, se vogliamo che continuino a fiorire e produrre per noi e l’ambiente pur confrontandosi con le temperature crescenti e l’incostante disponibilità di acqua a cui le stiamo obbligando.