Il gene per sopravvivere agli allagamenti

ricercatori italiani del PlantLab di Pisa hanno individuato un gene che permette alle piante di resistere per un breve periodo in assenza di ossigeno
di Laura Caciagli

Si chiama HsfA2 il gene che ha il compito di proteggere la pianta quando viene completamente sommersa dall'acqua come capita, per esempio, durante un'esondazione. Il gene è stato scoperto da Pierdomenico Perata, professore di Fisiologia vegetale della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, e il suo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Plant Physiology.

“In tutto il pianeta - ha spiegato Perata, che lavora al PlantLab del Sant’Anna - stiamo assistendo a un aumento degli eventi drammatici di sommersione. Il generale aumento delle temperature, legato al cambiamento climatico, ha avuto due effetti principali: una tendenza alla desertificazione in alcune zone del pianeta, e un aumento degli eventi estremi e un eccesso di acqua, in altre; se il primo fenomeno preoccupa l’opinione pubblica ed è ben percepito, il secondo è meno evidente, ma fa danni anche maggiori”.

Le piante hanno diverse strategie di adattamento alla sommersione: alcune si accrescono rapidamente, in modo da raggiungere il pelo dell’acqua e trasferire l’ossigeno alle parti sommerse della pianta, altre, come certe varietà di riso, rallentano il proprio metabolismo ed entrano in una sorta di letargo, che consente alla pianta di sopravvivere completamente sommersa, in attesa di tempi migliori.

“Il nostro studio - ha continuato Perata - ha messo in luce l’esistenza di un meccanismo di protezione dell’omeostasi cellulare, che fa sì che una situazione di carenza di ossigeno non porti a una disaggregazione della cellula”. Con una serie di esperimenti, i ricercatori del PlantLab sono riusciti a identificare un gene, HsfA2 appunto, responsabile della tolleranza alla sommersione. Il gene è già presente nelle piante, ma i suoi livelli di espressione sono troppo bassi per garantirne la sopravvivenza. Piante transgeniche di Arabidopsis thaliana, in cui l’espressione del gene HsfA2 è aumentata di centinaia di volte, riescono invece a sopravvivere fino a due giorni in totale assenza di ossigeno.

“Siamo convinti - ha affermato Perata - che HsfA2 provochi la produzione e l’attivazione di tutta una serie di proteine indispensabili per proteggere la cellula in una situazione di crisi energetica, capaci cioè di mantenere l’ambiente cellulare il più possibile intatto, in attesa che torni l’ossigeno. Stiamo verificando quanto sia diffusa la capacità di tollerare la sommersione basata su questo gene. Il passo successivo sarà quello di individuare le specie vegetali che presentano livelli molto alti di espressione del gene, e verificare la possibilità di selezionare, sulla base di questo carattere, le varietà più tolleranti”. La scoperta del gene HsfA2 potrebbe avere numerose applicazioni in campo agricolo, dove sarebbe importante poter disporre di piante in grado di tollerare terreni argillosi e asfittici.