Un nuovo progetto, lanciato dal Donald Danforth Plant Science Center e guidato dal ricercatore Ru Zhang, studierà come le cellule fotosintetiche delle piante mantengono la “memoria dello stress termico” (HSM), un meccanismo adattativo chiave che potrebbe aiutare le colture future a resistere a ondate di calore sempre più intense e frequenti. La fotosintesi, il processo mediante il quale le piante convertono la luce solare in energia, è il motore principale della crescita delle piante stesse e della produzione alimentare, ma è particolarmente vulnerabile al calore. Le alte temperature possono ridurre l’efficienza fotosintetica, compromettere la crescita delle piante e ridurre le rese delle colture. Eppure gli scienziati sanno ancora poco su come le piante, in particolare i processi fotosintetici, rispondano e si adattino al calore ripetuto a livello cellulare e genetico.
“Le piante spesso affrontano ripetutamente gli stessi stress, eppure hanno strategie straordinarie per mantenere la memoria dello stress e recuperare la crescita“, ha affermato Zhang. “Imparando come le cellule fotosintetiche ‘rispondono’ e ‘ricordano’ il calore a livello molecolare e genetico, possiamo gettare le basi per approcci futuri per migliorare le prestazioni delle colture ad alte temperature“.
Il nuovo progetto
Il nuovo progetto di ricerca utilizzerà una potente combinazione di strumenti interdisciplinari, tra cui approcci su scala genomica e ad alto rendimento, per decodificare la regolazione dell’HSM nelle cellule fotosintetiche.
A differenza di molti studi precedenti basati su eventi di stress di breve durata o su piante coltivate in condizioni artificiali (ad esempio, piastre di Petri), il team di Zhang esaminerà l’HSM multigenerazionale utilizzando colture algali altamente controllate insieme a piante modello coltivate nel suolo in condizioni fisiologicamente rilevanti che si avvicinano di più a quelle naturali.
La ricerca coinvolgerà un ampio spettro di scienziati che studiano le risposte allo stress nelle cellule vegetali per promuovere soluzioni agricole innovative e migliorare la resilienza delle colture allo stress da calore.
Oltre alla scoperta scientifica, il progetto sosterrà attività di formazione e sensibilizzazione volte a fornire agli allievi le competenze necessarie a vari livelli e a implementare strumenti computazionali come risorse per la comunità, ampliando così l’impatto della ricerca.
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