Agricoltura ed acqua salata: da oggi si può
L'uso di acqua salata per irrigare le colture rafforzerebbe la sicurezza alimentare per molti paesi aridi; tuttavia, ciò non è stato possibile a causa degli effetti dannosi del sale sulle piante. Ora, i ricercatori di KAUST, insieme a scienziati in Egitto, hanno dimostrato che l'irrigazione salina del pomodoro è possibile con l'aiuto di un benefico fungo della radice del deserto. Ciò rappresenta una nuova tecnologia chiave per i paesi privi di risorse idriche.
"Il sale nell'acqua di irrigazione è uno degli stress abiotici più significativi nell'agricoltura arida e semiarida", afferma l'ex postdoc KAUST Mohamed Abdelaziz , che ha lavorato nel team del progetto insieme a Heribert Hirt . "Migliorare la tolleranza al sale delle piante e aumentare la resa e la qualità delle colture è fondamentale, ma dobbiamo raggiungere questo obiettivo in modo sostenibile ed economico".
Il fungo della radice Piriformospora indica forma benefiche relazioni simbiotiche con molte specie di piante e ricerche precedenti indicano che stimola la crescita delle piante in condizioni di stress salino nell'orzo e nel riso. Mentre gli studi iniziali suggeriscono che il fungo può migliorare la crescita delle piante di pomodoro sotto irrigazione salina a lungo termine, i meccanismi alla base del processo non sono chiari. Inoltre, si sa poco sull'interazione fungo-pianta durante l'intera stagione di crescita.
"La tolleranza al sale delle piante è un tratto complesso influenzato da molti fattori", afferma Abdelaziz . “Il meccanismo di tolleranza al sale dipende dalla corretta attivazione dei geni di tolleranza al sale, dallo stress sulle membrane cellulari e dall'accumulo di ioni di sodio tossici. Abbiamo monitorato le prestazioni di crescita per quattro mesi nelle piante di pomodoro colonizzate con P. indica e in un gruppo di controllo non trattato, entrambi coltivati in serra in stile commerciale. Abbiamo esaminato le risposte genetiche ed enzimatiche allo stress salino in entrambi i gruppi».
La principale minaccia per le piante sottoposte a stress salino è l'accumulo di ioni di sodio, che influisce sul metabolismo delle piante e sulla crescita di foglie e frutti. Ad esempio, l'eccesso di sodio nei germogli e nelle radici interrompe i livelli di potassio, che è vitale per molteplici processi di crescita dalla germinazione all'attivazione enzimatica.
Il team ha dimostrato che la colonizzazione da parte di P. indica ha aumentato l'espressione di un gene nelle foglie chiamato LeNHX1, uno di una famiglia di geni responsabili della rimozione del sodio dalle cellule. Inoltre, i livelli di potassio nelle foglie, nei germogli e nelle radici del gruppo P. indica erano più alti rispetto ai controlli. P. indica ha anche aumentato i livelli di attività enzimatica antiossidante, offrendo ulteriore protezione.
"La colonizzazione con P. indica ha aumentato la resa dei frutti di pomodoro del 22% in condizioni normali e del 65% in condizioni saline", afferma Abdelaziz . "La colonizzazione delle verdure fornisce un metodo semplice ed a basso costo adatto a tutti i produttori, dai piccoli proprietari all'agricoltura su larga scala".
