Orzo, un nuovo gene che regola la crescita
Scoperto il ruolo del gene Cul4 nello sviluppo di questo cereale: la mutazione influisce su crescita e risposta agli stress, grazie al legame con l'acido jasmonico. L'innovativo studio apre nuove prospettive per varietà più produttive e resistenti
La regolazione del gene Cul4 potrebbe permettere di modulare la crescita dell'orzo
Fonte immagine: Università Statale di Milano
Un nuovo studio ha dimostrato che mutazioni nel gene Uniculme4 (Cul4) portano a cambiamenti significativi nello sviluppo della pianta di orzo (Hordeum vulgare), tra cui una maggiore altezza, un aumento del diametro del fusto e una variazione delle dimensioni dei chicchi.
Questi effetti sono associati a un incremento nella produzione di acido jasmonico, un ormone vegetale coinvolto nella crescita e nella risposta agli stress ambientali.
La ricerca è stata condotta da un team internazionale di ricercatori, guidato dall'Università degli Studi di Milano e dell'Università di Shiraz (Iran).
"Abbiamo scoperto che il gene Cul4 agisce come un regolatore centrale della crescita della pianta, influenzando sia la struttura del fusto che la produzione di composti chiave per lo sviluppo" spiega Elahe Tavakol, professoressa associata dell'Università di Shiraz e prima autrice dello studio.
Acido jasmonico e Cul4: una nuova connessione
Uno degli aspetti più innovativi dello studio è appunto l'identificazione del legame tra Cul4 e la via biosintetica dell'acido jasmonico, suggerendo che la regolazione di questo gene potrebbe permettere di modulare la crescita della pianta in risposta a condizioni ambientali avverse.
"Nel nostro lavoro abbiamo scoperto che Cul4 regola la via metabolica dell'acido jasmonico, un ormone vegetale fondamentale nella risposta agli stress ambientali, sia biotici che abiotici. Questo ormone regola l'attivazione di meccanismi di difesa e di adattamento che aiutano la pianta a sopravvivere in condizioni avverse" spiega Laura Rossini, professoressa di Genetica Agraria presso il Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali (Disaa) dell'Università degli Studi di Milano e corresponding author dello studio.
"Questa scoperta ci aiuta a comprendere meglio i meccanismi genetici che determinano l'architettura della pianta, e potrebbe avere applicazioni importanti per il miglioramento delle colture" dice Tavakol.
Cul4 e stress: nuove prospettive per l'orzo (e non solo)
"La possibilità di intervenire su questo gene per regolare lo sviluppo della pianta potrebbe essere un'arma strategica per migliorare la resa delle colture. Attraverso lo studio del gene Cul4 possiamo meglio comprendere i meccanismi che consentono alla pianta di bilanciare crescita e difesa contro le avversità, offrendo conoscenze utili per ottenere varietà più resistenti e produttive" conclude Rossini.
"Una prospettiva interessante sarebbe quindi condurre ulteriori esperimenti per valutare se il mutante Cul4 risponda diversamente ai patogeni, ai parassiti o agli stress quali la siccità" conclude Tavakol.
Lo studio rappresenta un passo significativo verso l'ottimizzazione genetica dell'orzo e potrebbe avere implicazioni per altre specie cerealicole.
Le future ricerche si concentreranno sull'applicazione di queste conoscenze per lo sviluppo di varietà con caratteristiche migliorate, contribuendo a una produzione agricola più sostenibile ed efficiente.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Journal of Experimental Botany.