Le piante di agrumi, tradizionalmente coltivate nelle regioni tropicali e subtropicali, sono vulnerabili allo stress da freddo, che influisce sulla resa e sulla qualità dei frutti. L’impatto del cambiamento climatico sulle ondate di freddo ha aumentato la necessità di varietà di agrumi tolleranti al freddo. Mentre la glicina betaina (GB) è stata notata per il suo ruolo protettivo, i suoi percorsi molecolari sono rimasti poco chiari fino a quando uno studio recente non ha affrontato questa lacuna.
Pubblicato il 23 ottobre 2024 su Horticulture Research, lo studio condotto da scienziati della Guangxi University of Chinese Medicine e della Huazhong Agricultural University ha identificato il gene PtrPAT1 in Poncirus trifoliata, un agrume parente noto per la sua resistenza al freddo. Lo studio rivela il ruolo di PtrPAT1 nella tolleranza al freddo potenziando la biosintesi di GB, offrendo uno strumento genetico per migliorare la resistenza al freddo degli agrumi.
La ricerca si è concentrata su PtrPAT1, parte della famiglia di fattori di trascrizione GRAS, responsivi allo stress da freddo. PtrPAT1 è localizzato nel nucleo e nella membrana plasmatica, attivando il gene PtrBADH-1, cruciale per la produzione di GB. La modifica genetica ha mostrato che la sovraespressione di PtrPAT1 nel tabacco transgenico ha aumentato GB, migliorato l’attività enzimatica antiossidante e migliorato la tolleranza al freddo. Il silenziamento di PtrPAT1 ha portato a GB più bassi e a una maggiore sensibilità al freddo. Il team ha identificato un motivo del DNA, TTTCATGT, nel promotore di PtrBADH-1 che si lega a PtrPAT1, confermando il suo ruolo di attivatore trascrizionale.
Il dott. Ji-Hong Liu ha sottolineato: “Questa ricerca segna un’importante svolta nella comprensione di come le piante di agrumi gestiscono lo stress da freddo”. I risultati aprono la strada allo sviluppo di varietà di agrumi resistenti al freddo. Sfruttare PtrPAT1 potrebbe portare ad agrumi geneticamente modificati con una maggiore resistenza al freddo, riducendo le perdite di raccolto. Questa ricerca potrebbe ispirare strategie simili in altre colture, migliorando la resistenza allo stress in agricoltura.
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