Fotosintesi all’ombra: nei geni del muschio i segreti per aumentare la produttività delle piante

Il patrimonio genetico dei muschi, piantine capaci di crescere su pietre e tronchi d’albero nel sottobosco pur ricevendo poca luce solare, potrebbe essere il punto di partenza per aumentare la produttività delle coltivazioni agricole. La collaborazione tra studiosi di quattro Paesi europei, tra cui gli italiani delle università di Pavia, Padova e Verona, offre una risposta a uno dei tanti quesiti dell’agricoltura del ventunesimo secolo: la domanda di cibo.

“Si stima che nel 2050 la popolazione mondiale aumenterà fino ad arrivare a 10 miliardi di abitanti o più”, osserva Roberto Bassi, docente di Fisiologia Vegetale e parte del team di ricercatori. “La domanda mondiale di cibo raddoppierà”, prosegue, “mentre la quantità di terreni coltivabili pro-capite diminuirà a causa della desertificazione di larghe aree”. Consentire quindi alle piante di germogliare, svilupparsi e produrre anche in condizioni di carenza di luce solare, dovuta alla densità più alta e all’ombreggiamento reciproco, potrebbe essere un fattore determinante per far fronte all’inarrestabile richiesta di cibo.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Plants e finanziato dalla Commissione europea all'interno del progetto S2B (Solar to Biomass), mostra i risultati delle ricerche genetiche sui muschi, le cui caratteristiche potrebbero essere replicate nelle piantagioni produttive.  “Abbiamo studiato i muschi che sono capaci di crescere nel sottobosco a luce molto bassa, interrotta da flash di luce intensa al movimento delle fronde degli alberi sovrastanti rispetto alla posizione solare” ha spiegato il professor Bassi. La sopravvivenza del muschio nel sottobosco avviene grazie ai geni “che codificano per delle proteine 'speciali' (chiamate LHCB9.1 e LHCB9.2), le quali aumentano la capacità di assorbire fotoni, equilibrando l'assorbimento di energia” sottolinea il ricercatore. 

“L'agricoltura moderna ha bisogno di alta densità - prosegue Bassi - ma per crescere a questa condizione le piante attuali hanno bisogno di recuperare i geni della loro tradizione, che permettevano loro di crescere anche all’ombra”. I muschi sono infatti gli 'antenati' delle piante attuali. Queste ultime, durante la loro evoluzione, hanno perso i geni in questione, abituandosi a crescere solo in piena luce solare. Ora che si sono trovati i geni coinvolti, il prossimo traguardo della ricerca sarà quello di introdurli nelle piante coltivate in modo che possano rendere meglio nei campi quando sono coltivate ad alta densità.

Ma lo studio sui muschi non si ferma qui. “Questi sono solo due dei molti geni dei muschi che possiamo utilizzare per trovare soluzioni per migliorare le nostre piante” spiega infatti il professore.  Finora il lavoro è stato condotto nel laboratorio di Fotosintesi e Bioenergie del dipartimento di Biotecnologie da Bassi, Luca Dall'Osto, docente di Fisiologia vegetale nel dipartimento, Alberta Pinnola e Alessandro Alboresi, ricercatori rispettivamente nelle università di Pavia e Padova, con la collaborazione di altri ricercatori della Palack University di Olomouc (Repubblica Ceca), la University of Groningen (Paesi Bassi) e la University of Turku (Finlandia).