Le radici del mais sanno trovare l’acqua: le varietà tropicali sono più avvantaggiate

Le varietrà tropicali della pianta del mais sono avvantaggiate nella ricerca dell’acqua sottoterra, ecco il perchè.

Uno  studio condotto da un team della Stanford University ha rivelato che il mais è in grado di individuare l’acqua nel suolo attraverso le punte delle sue radici. Tuttavia, alcune varietà, tra cui molte utilizzate per coltivare il mais ad alto rendimento negli Stati Uniti, sembrano aver perso parte di questa capacità. Con il cambiamento climatico che sta aumentando la frequenza delle siccità, questa scoperta potrebbe aiutare a sviluppare varietà di mais più resistenti alla carenza d’acqua.

Il meccanismo genetico del radicamento verso l’acqua secondo lo studio, pubblicato sulla rivista Science, che ha identificato i procedimenti genetici dietro il “hydropatterning” delle radici, ovvero il modo in cui queste si ramificano verso le aree umide e evitano quelle secche. Gli scienziati hanno scoperto che l’etilene, un ormone vegetale noto per la maturazione delle banane, influisce anche sulla crescita delle radici alla ricerca di acqua.

Secondo il professor José Dinneny, autore principale dello studio, le radici del mais producono etilene, un gas che permette loro di “percepire” la presenza di spazi d’aria nel terreno. In base a questa informazione, la pianta regola la crescita delle sue radici per ottimizzare l’assorbimento dell’acqua.

Le radici sono alla ricerca dell’acqua, infatti il laboratorio di Dinneny aveva già dimostrato che le radici del mais sono estremamente sensibili all’umidità, ma questa capacità varia notevolmente tra le diverse varietà di mais. Per questa ricerca, gli scienziati hanno sviluppato un nuovo metodo semplificato per studiare la sensibilità delle radici all’acqua, analizzando 250 varietà di mais rappresentative della diversità genetica presente nell’agricoltura moderna.

Cosa è stato scoperto

È stato scoperto che le varietà di mais adattate a climi tropicali e subtropicali, come quelle del Messico, sono molto efficienti nel far crescere nuove radici verso le zone umide ed evitare quelle secche. Al contrario, le varietà diffuse nelle regioni temperate del Nord America crescono radici in molte direzioni, senza distinguere tra zone asciutte e umide nel suolo.

Secondo i ricercatori, questo potrebbe essere dovuto al fatto che il mais coltivato negli Stati Uniti si sviluppa spesso in terreni altamente fertili, riducendo così la pressione evolutiva per mantenere un forte adattamento alla ricerca dell’acqua. Inoltre, gli studi sul campo hanno mostrato che le piante con una maggiore capacità di “percepire” l’acqua tendono anche a sviluppare radici più profonde.

Rendere il mais resistente alla siccità

Johannes Scharwies ha spiegato che le piante che sanno individuare l’acqua con maggiore precisione creano sistemi radicali più profondi. Egli è ricercatore nel laboratorio di Dinneny e primo autore dello studio. Una possibile ipotesi è che, evitando di far crescere radici in aree prive di acqua e nutrienti, la pianta possa risparmiare energia e indirizzarla verso lo sviluppo di radici più profonde, dove è più probabile trovare acqua. L’analisi genetica ha rivelato che due ormoni vegetali, auxina ed etilene, influenzano il modo in cui le radici del mais rispondono all’acqua.

L’auxina era già nota per il suo ruolo nello sviluppo delle radici verso le zone umide, mentre il coinvolgimento dell’etilene è una scoperta innovativa. Gli esperimenti condotti su Arabidopsis thaliana hanno dimostrato che i segnali genetici di questi due ormoni si complementano, infatti l’auxina favorisce la crescita delle radici verso l’acqua. Invece l’etilene inibisce la crescita delle radici nelle zone con molta aria, evitando sprechi di energia. Per sviluppare varietà di mais più resistenti alla siccità, sarà necessario approfondire la comprensione delle interazioni tra questi segnali genetici. Tuttavia, i risultati dello studio dimostrano l’importanza di studiare le risposte locali delle radici per migliorare l’intero sviluppo della pianta.