6 Ottobre 2022
Agroalimentare Scienze e ricerca

Portulaca: nasconde il segreto per colture resistenti a siccità

Secondo uno Studio condotto da ricercatori dell’Università di Yale, la Porcellana comune (Portulaca oleracea), una diffusa erba infestante consumata fin dall’antichità per le sue innumerevoli proprietà benefiche, avrebbe un metabolismo fotosintetico C4+CAM, unico tra le piante che si conosca al momento, che le permette di resistere a prolungata siccità, aprendo la strada alle colture ingegnerizzate del futuro, resilienti ai cambiamenti climatici.

L’estrema variabilità delle condizioni ambientali nel corso degli ultimi 30 milioni di anni sul pianeta ha spinto le piante ad adattarsi per prosperare in ambienti diversi, sviluppando adattamenti che incrementassero l’efficienza fotosintetica anche in condizioni sfavorevoli o addirittura inadatte alla sopravvivenza. Tra queste quelle che usano un modo diverso rispetto al tipo classico C3 per fissare la CO2, necessaria per il processo di fotosintesi:
le piante a fotosintesi C4 sono quelle che riescono ad essere produttive alle alte temperature, ma con disponibilità di acqua;
quelle a fotosintesi CAM riescono a sopravvivere in condizioni di aridità, utilizzando poca acqua per fissare il carbonio.

Poiché entrambi i processi ripropongono lo stesso insieme di enzimi, ma differiscono nel loro dispiegamento spaziale e temporale, sono stati a lungo considerati adattamenti distinti e incompatibili.

Ora un gruppo di ricercatori dell’Università di Yale ha pubblicato il 5 agosto 2022 sul numero di agosto 2022 di ScienceAdvances, uno studio dal titolo “Spatial resolution of an integrated C 4 +CAM photosynthetic metabolism” hanno scoperto che il sistema C4 e CAM sono completamente integrati nella Portulaca oleracea, con la fissazione del carbonio CAM e C4 che si verifica nelle stesse cellule e i metaboliti generati da CAM probabilmente sono incorporati direttamente nel ciclo C4. L’analisi del bilancio di flusso corrobora i risultati dell’espressione genica e prevede un sistema integrato C4+CAM in caso di siccità. 

Questa combinazione molto rara di tratti ha creato una sorta di ‘super pianta’ – ha affermato Erika Edwards, Professoressa di ecologia e biologia evolutiva all’Università di Yale e autrice senior dello Studio – che potrebbe essere potenzialmente utile in attività come l’ingegneria delle colture“.

La Portulaca oleracea è una delle erbe infestanti più cosmopolite e conosciute dalle popolazioni europee che l’hanno sempre utilizzata per le sue benefiche proprietà fitoalimurgiche. In Italia, cresce in ogni regione in orti, giardini, coltivi abbandonati, ai margini delle strade nelle fessure dei selciati, in terreni aridi e ricchi di composti azotati, dal livello del mare ai 1700m circa. Le foglie sono utilizzate per insalate e frittate, e con tutti i rametti in alcune regioni vengono conservate in sottaceto. Si conoscono circa 50 forme dialettali regionali per denominare la Porcellana comune, il cui nome di genere deriva dal latino “’portula” (piccola porta), in riferimento ai frutti di questa pianta che sono capsule che presentano un coperchietto, che si apre come se fosse una piccola porta, mentre il nome specifico allude all’uso alimentare (olera, verdure) È una pianta ricca di acidi grassi polinsaturi del tipo omega 3, e contiene provitamina A, vitamine C, B1, B2, B3, B6, carboidrati, proteine, sali minerali quali calcio, ferro, sodio, fosforo.

La descrizione spazialmente esplicita di un metabolismo fotosintetico C4+CAM quale quello descritto dai ricercatori dell’Università di Yale potrebbe aiutare gli scienziati a escogitare nuovi modi per progettare colture come il mais a resistere a prolungata siccità

In termini di ingegneria di un ciclo CAM in un raccolto C4, come il mais, c’è ancora molto lavoro da fare prima che possa diventare realtà – ha aggiunto la Edwards – Ma quello che abbiamo dimostrato è che i due percorsi possono essere integrati in modo efficiente e condividere i prodotti. C4 e CAM sono più compatibili di quanto pensassimo, il che ci porta a sospettare che ci siano molte altre specie C4+CAM là fuori, in attesa di essere scoperte“.

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