Le notti calde rovinano l'orologio interno di Rice

luce brillante da sotto un piccolo edificio risaie a terrazze luminose sotto il cielo stellato

Una nuova ricerca chiarisce come le notti calde stiano frenando i raccolti per il riso.

"Essenzialmente, abbiamo scoperto che le notti più calde fanno impazzire l'orologio interno della pianta di riso", afferma Colleen Doherty, professore associato di biochimica presso la North Carolina State University e corrispondente autore di un articolo sul lavoro nella rivista PNAS.

“La maggior parte delle persone pensa che le piante non siano dinamiche, ma lo sono. Le piante regolano costantemente i loro processi biologici, preparandosi per la fotosintesi poco prima dell'alba, fino a terminarla nel tardo pomeriggio, determinando con precisione come e dove bruciare le proprie risorse energetiche. Le piante sono occupate, è solo difficile osservare tutta quell'attività dall'esterno”.

E ciò che i ricercatori hanno scoperto è che l'orologio responsabile della regolazione di tutta quell'attività viene incasinato quando le notti diventano più calde rispetto ai giorni.

"Questa non è solo una domanda scientifica interessante, è una questione di sicurezza alimentare globale".

"Sapevamo già che il cambiamento climatico sta portando a un aumento delle temperature a livello globale e che le temperature notturne stanno aumentando più velocemente delle temperature diurne", afferma Doherty. “Sapevamo anche che le notti più calde fanno male produzione di riso. Ma fino ad ora, non avevamo idea del perché le notti più calde siano dannose per il riso.

"Ancora non conosciamo tutti i dettagli, ma stiamo restringendo il campo dove cercare".

La ricerca che affronta le perdite di resa del riso è importante perché il riso è una coltura essenziale per nutrire centinaia di milioni di persone ogni anno e perché a clima che cambia pone sfide per la sicurezza alimentare globale.

Per capire meglio come le notti calde influiscano sul riso, Doherty ha lavorato con i colleghi, tra cui Krishna Jagadish della Kansas State University e Lovely Lawas dell'International Rice Research Institute, per studiare il problema sul campo. I ricercatori hanno stabilito due siti di studio nelle Filippine. Hanno usato riscaldatori in ceramica o il calore tende a manipolare le temperature in diverse aree di ogni sito di studio.

Un gruppo di ricerca guidato da Jagadish ha utilizzato i riscaldatori in ceramica per mantenere i grafici sperimentali a 2 gradi Celsius (3.6 gradi Fahrenheit) al di sopra della temperatura ambiente e ha prelevato campioni dalle piante di riso ogni tre ore per 24 ore. I grafici di controllo non sono stati riscaldati, ma sono stati anche campionati ogni tre ore durante lo stesso periodo di 24 ore. Il team ha ripetuto questi test quattro volte. Successivamente hanno utilizzato le tende termiche per convalidare i risultati dei test sui riscaldatori in ceramica.

Nel frattempo, un team guidato da Doherty ha scoperto che più di mille geni venivano espressi nel momento "sbagliato" quando le temperature notturne erano più alte. In particolare, le notti più calde hanno portato centinaia di geni, inclusi molti associati alla fotosintesi, a diventare attivi nel corso della giornata. Nel frattempo, centinaia di altri geni si stavano attivando molto prima della sera rispetto al normale, interrompendo la tempistica finemente sintonizzata necessaria per una resa ottimale.

"Non è chiaro cosa facciano tutti questi geni, ma è chiaro che questi cambiamenti di programma in conflitto non sono buoni per la pianta", dice Doherty.

I ricercatori hanno scoperto che molti dei geni interessati sono regolati da altri 24 geni, chiamati fattori di trascrizione. Di questi 24, quattro dei fattori di trascrizione sono stati ritenuti più promettenti per studi futuri.

"Dobbiamo fare del lavoro aggiuntivo per capire esattamente cosa sta succedendo qui, in modo da poter iniziare a coltivare riso resistente alle notti più calde", afferma Doherty. “Il riso è una coltura alimentare importante. E anche altre colture di base sono colpite dalle notti più calde, incluso il grano. Questa non è solo un'interessante domanda scientifica, è una questione di sicurezza alimentare globale".

Il lavoro si è svolto con il sostegno del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti nell'ambito di una sovvenzione del National Institute of Food and Agriculture.

Fonte: Stato NC

Circa l'autore

Matt Shipman-Stato NC

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Questo articolo è apparso originariamente su Futurity

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