I ricercatori mostrano come le informazioni sulla quantità di luce assorbita passano dalle foglie alle radici. Il saccarosio fotosintetico non solo fornisce alle radici carboidrati, ma funge anche da trasmettitore di segnale per l’architettura delle radici dipendente dalla luce.
La crescita delle piante è guidata dalla luce e fornita di energia attraverso la fotosintesi delle foglie verdi. È lo stesso per le radici che crescono al buio: ricevono i prodotti della fotosintesi, in particolare il saccarosio, cioè lo zucchero, attraverso le vie di trasporto centrali del floema. Il Dr. Stefan Kircher e il Prof. Dr. Peter Schopfer della Facoltà di Biologia dell’Università di Friburgo hanno ora dimostrato in esperimenti utilizzando la pianta modello Arabidopsis thaliana (thale cress) che il saccarosio non solo garantisce l’apporto di carboidrati alle radici, ma funge anche da trasmettitore di segnale per la formazione dell’architettura radicale dipendente dalla luce. Lo fa in due modi: in primo luogo, il saccarosio guida direttamente l’allungamento della radice primaria. In secondo luogo, il saccarosio che viene trasportato alla punta della radice regola la produzione dell’ormone vegetale auxina. Questo ormone guida il tasso di formazione di nuove radici laterali, che insieme all’allungamento della radice primaria è sincronizzato dal trasmettitore di segnale articolare.
“Ciò consente alla crescita delle radici di adattarsi alle attuali prestazioni di fotosintesi delle foglie al variare della luce e di altre condizioni ambientali, ad esempio al passaggio dal giorno alla notte”, afferma Kircher.
Prove sperimentali
Per dimostrare che il saccarosio prodotto attraverso la fotosintesi è il trasmettitore di segnale decisivo, Kircher e Schopfer hanno collocato le piante in una stanza con luce ma senza anidride carbonica (CO2) nell’aria, rendendo così impossibile la fotosintesi. Il risultato fu che non si formarono più radici laterali. Questo risultato fu confermato da un altro esperimento in cui i due biologi trattarono al buio o le foglie o le radici con una soluzione di saccarosio. In entrambi gli approcci, le radici laterali si sono sviluppate come nelle piante di controllo esposte alla luce. “Questi risultati mostrano che la produzione di saccarosio nelle foglie è necessaria per la formazione delle radici laterali. E conferma l’ipotesi che il saccarosio agisca come trasmettitore di segnali per stimoli luminosi”, afferma Kircher.
Attivazione della biosintesi dell’auxina mediante segnale di saccarosio
In studi precedenti, i ricercatori avevano già dimostrato che l’auxina prodotta nelle radici dall’amminoacido triptofano guida il tasso di sviluppo di nuove radici laterali. Kircher e Schopfer hanno ora mostrato come il saccarosio inneschi questo processo. Per fare ciò, hanno posto le piante in una stanza buia per due giorni e hanno condotto vari esperimenti per scoprire la loro influenza sulla formazione delle radici laterali. La somministrazione di triptofano alle radici contemporaneamente al trattamento delle foglie con saccarosio ha avuto l’effetto maggiore. Al contrario, il triptofano ha avuto scarso effetto se applicato alle foglie o senza saccarosio alle radici. “Queste osservazioni confermano che il saccarosio prodotto attraverso la fotosintesi funge da innesco per la sintesi di auxina”, afferma Kircher.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
