L'azione chiave di una proteina prodotta nel tardo pomeriggio
Le piante «sanno» quando fiorire. Scoperto il meccanismo più nascosto
Regolando i tempi di fioritura si è in grado di aumentare la resa della colture alimentari e industriali
MILANO - È stato individuato l’ultimo pezzo cruciale di un puzzle, iniziato 80 anni fa, per comprendere il processo attraverso il quale le piante «sanno» quando fiorire. Così almeno ritengono gli scienziati dell’Università di Washington il cui lavoro è stato pubblicato dalla rivista Science. Attorno al complicato tema della fioritura gli studi si sono intensificati negli ultimi anni, da quando è possibile indagare tra i geni. E infatti è proprio nei geni che si cela il segreto per cogliere il momento giusto in cui far aprire i fiori.
L’OROLOGIO BIOLOGICO - Da molto tempo è noto che le piante utilizzano un meccanismo interno di cronometraggio, noto come l'orologio circadiano, per misurare le variazioni di lunghezza di giorno. Ci sono piante brevidiurne (fioriscono solo se la lunghezza del dì è al di sotto di un certo valore, per esempio la fragola o la primula), longidiurne (se è al di sopra, per esempio lo spinacio o la patata) o neutrodiurne (indipendentemente dalla lunghezza del giorno). Questo sistema impedisce alle piante di fiorire in periodi inadatti alla riproduzione, come per esempio d’inverno quando i giorni sono brevi e le notti sono lunghe.
IL FOTORECETTORE - Ora Takato Imaizumi, biologo dell’Università di Washington, e i suoi collaboratori, hanno indagato una proteina che va sotto la sigla di FKF1 sospettata di svolgere un ruolo chiave nel meccanismo mediante il quale le piante riconoscono il cambiamento stagionale in atto e sanno quando fiorire. FKF1 è un fotorecettore, e viene attivato dalla luce solare. «La proteina FKF1 su cui abbiamo lavorato viene prodotta ogni giorno nel tardo pomeriggio ed è strettamente regolata dall’orologio circadiano della pianta», spiega Imaizumi. «Quando questa proteina viene prodotta durante i giorni che sono brevi, non può essere attivata, visto che non c’è luce nel tardo pomeriggio. Quando invece la proteina viene prodotta durante i giorni più lunghi, questo fotorecettore fa uso della luce e attiva i meccanismi di fioritura che coinvolgono il cosiddetto LOCUS t». Significa che dalle foglie partono i segnali chimici diretti verso le cellule della pianta che indurranno lo sviluppo del fiore.
MIGLIORI RESE DEI RACCOLTI - Le nuove scoperte provengono dalle ricerche su Arabidopsis, una piccola pianta appartenente alla famiglia della senape che viene spesso utilizzata nella ricerca genetica. Esse convalidano le previsioni di un modello matematico del meccanismo di fioritura che è stato sviluppato da Andrew Millar, professore di biologia all’Università di Edimburgo e co-autore del lavoro. Ma secondo gli scienziati la scoperta dovrebbe portare a una migliore comprensione del funzionamento degli stessi geni in piante più complesse come riso, grano e orzo. «Se potessimo regolare i tempi di fioritura», aggiunge Imaizumi, «potremmo anticiparli o ritardarli ed essere in grado di aumentare la resa delle colture. Ora la conoscenza del meccanismo ci offre gli strumenti per manipolare questo processo. Insieme a colture alimentari il nostro lavoro potrebbe anche portare a rendimenti più elevati delle piante coltivate per la produzione di biocarburanti».
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