Barriere Radici: Svelata la Chiave della Simbiosi di Fissazione dell'Azoto

L'azoto, cruciale per la crescita delle piante, spinge le leguminose come fagioli e ceci ad adattarsi a terreni poveri di azoto. Formano noduli radicali che ospitano batteri in grado di estrarre azoto dall'aria. Questi rizobi ricevono zuccheri dalla pianta in cambio dell'azoto fissato. Uno studio dell'Università di Colonia, dell'Università di Copenaghen e del Max Planck Institute for Plant Breeding Research di Colonia ha fatto luce su questa simbiosi. Pubblicata su Science, la loro ricerca descrive in dettaglio il ruolo vitale delle barriere radicali nella regolazione del delicato metabolismo tra piante e batteri. La banda del Caspary, una barriera impermeabile nelle radici delle piante, agisce come un guardiano, controllando il flusso di acqua e nutrienti nel sistema vascolare della pianta. Questa barriera si sviluppa insieme ai noduli esterni. Anche la formazione di questi noduli è finemente regolata: quando l'azoto è scarso, le radici inviano un segnale di allarme, il peptide CEP1, alle foglie, che poi migliorano la formazione dei noduli. Il team di ricerca ha scoperto che la banda del Caspary controlla le vie di segnalazione associate. Hanno studiato la leguminosa Lotus japonicus. Quando gli scienziati hanno rimosso la banda del Caspary, le piante hanno formato noduli molto lentamente su un terreno povero di azoto. Ciò non era dovuto alla barriera che perdeva, ma perché non veniva prodotto alcun segnale CEP1. Le piante non sono riuscite a rilevare e rispondere alla carenza di azoto. All'interno dei noduli, i ricercatori hanno anche trovato una versione compatta della banda del Caspary, che regola lo scambio tra pianta e batteri. Senza questa barriera, lo zucchero fluisce liberamente dalla pianta ai noduli. Ciò fa sì che i batteri si moltiplichino ulteriormente, ma non producono più composti azotati come nutrienti per la pianta. "Lo studio fornisce nuove informazioni su come piante e microbi interagiscono e stabilisce un nuovo sistema modello per studiare come una partnership vantaggiosa può avvenire in uno spazio confinato", riassume l'autore principale Tonni Grube Andersen. Secondo i ricercatori, le piante hanno sviluppato questo sistema di controllo finemente sintonizzato per garantire che la partnership rimanga equa.